实验维作图.docVIP

实验9 三维绘图 一、实验目的 学会MATLAB软件中三维绘图的方法。 二、实验内容与要求 1．三维曲线图 格式一：plot3(X,Y,Z,S). 说 明：当X，Y，Z均为同维向量时，则plot3描出点X(i),Y(i),Z(i)依次相连的空间曲线.若X，Y均为同维矩阵，X，Y，Z每一组相应列向量为坐标画出一条曲线，S为 ‘color﹣linestyle﹣marker’控制字符表1.6～表1.10. 绘制螺旋线. t=0:pi/60:10*pi; x=sin(t); y=cos(t); plot3(x,y,t,’*-b’) grid on 图形的结果如图1.16所示. 格式二：comet3(x,y,z). 说明：显示一个彗星通过数据x,y,z确定的三维曲线. 【例1.80】 t=-20*pi:pi/50:20*pi; comet3(sin(t),cos(t),t) 可见到彗星头（一个小圆圈）沿着数据指定的轨道前进的动画图象，彗星轨道为整个函数所画的螺旋线. 格式三：fill3(X,Y,Z,C) ℅填充由参数X,Y,Z确定的多边形，参数C指定颜色. 图1.16 例1.79图形结果 图1.17 例1.81图形结果 【例1.81】 X=[2,1,2;9,7,1;6,7,0]; Y=[1,7,0;4,7,9;0,4,3]; Z=[1,8,6;7,9,6;1,6,1]; C=[1,0,0;0,1,0;0,0,1] fill3(X,Y,Z,C) grid on 图形的结果如图1.17所示. 问题1.30：图1.17中每个三角形按什么规律画出的？（用X,Y,Z的对应列元素值为坐标画三角形）每个三角形内填充的颜色又有何规律？（用C第i列元素值对应的颜色，从第i个三角形对应顶点向中心过渡）若C=[1,5,10;1,5,10;1,5,10]，结果如何？ 2.三维网格图 格式：mesh(X,Y,Z,C) ℅画出颜色由C指定的三维网格图. meshc(X,Y,Z,C) ℅画出带有等高线的三维网格图. meshz(X,Y,Z,C) ℅画出带有底座的三维网格图. 说明：若X与Y均为向量，n=length(X),m=length(Y), Z必须满足[m,n]=size(Z),则空间中的点(X(j),Y(i),Z(i,j))为所画曲面网线的交点，X对应于Z的列，Y对应于Z的行；若X,Y,Z均为同维矩阵，则空间中的点(X(i,j),Y(i,j),Z(i,j))为所画曲面的网线的交点；矩阵C指定网线的颜色，MATLAB对矩阵C中的数据进行线性处理，以便从当前色图中获得有用的颜色，若C缺省，网线颜色和曲面的高度Z相匹配. 在三维作图常用到命令meshgrid，其功能是生成二元函数z=f(x,y)中x-y平面上的矩形定义域中数据点矩阵X和Y. 格式：[X,Y]= meshgrid(x,y). 说明：输入向量x为x-y平面上x轴的值，向量y为x-y平面上y轴的值.输出矩阵X为x-y平面上数据点的横坐标值，输出矩阵Y为x-y平面上数据点的纵坐标值. 【例1．82】 x=1:4; y=1:5; [x,y]=meshgrid(x,y) x = 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 y = 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 图1.18所示x-y平面上的矩形定义域中20个数据点（星号点）的坐标就是有X，Y决定的。 【例1.83】绘出带有底座的马鞍面。 [x,y]=meshgrid(x,y); z=(x.^2/4^2-y.^2/5^2); x=-8:8; y=-8:8; [X,Y]=meshgrid(x,y); Z=(x.^2/4^2-y.^2/5^2); meshz(X,Y,Z) 图形结果如图1.19所示。 图1.19 例1.83图形结果 问题1.31：将mesh(X,Y,Z)改为mesh(x,y,Z),结果如何？（一样）曲面网格颜色有何规律？（从高到低按赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫排列） 3.三维曲面图 格式：surf(X,Y,Z,C) %画出颜色由C指定的三维