MATLAB系列笔记：三维绘图（一）

快来打我* 2023-02-15 15:58 40阅读 0赞

## 0x00 前言 ##

文章中的文字可能存在语法错误以及标点错误，请谅解；

如果在文章中发现代码错误或其它问题请告知，感谢！

MATLAB版本：MATLAB R2018b。

## 0x01 三维曲线绘图命令 ##

### 1.plot3命令 ###

plot3命令是二维绘图plot命令扩展，使用格式基本相同。  
例1：  
绘制二维曲线和三维曲线。

>> x = 1:0.1:10;
    >> y = sin(x);
    >> z = cos(x);
    >> subplot(1,2,1),plot(y,z)
    >> subplot(1,2,2),plot3(x,y,z)

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dhbmdxaW5nY2h1YW45Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70]例2：  
绘制下列方程三维曲线：

f ( n ) = \{ x = t , y = s i n ( t ) 在 t = \[0, 2 π \]区间的三维曲线 t = c o s ( t ) f(n)= \\begin\{cases\} x = t,\\\\ y = sin(t) & \\text \{在 t = \[0, 2$\\pi$\]区间的三维曲线\} \\\\t = cos(t) \\end\{cases\} f(n)=⎩⎪⎨⎪⎧x=t,y=sin(t)t=cos(t)在 t = \[0, 2π\]区间的三维曲线

>> x = 0:pi/10:2*pi;
    >> y1 = sin(x);
    >> y2 = cos(x);
    >> plot3(y1,y2,x,'m:p')
    >> grid on

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dhbmdxaW5nY2h1YW45Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

### 2.ezplot3命令 ###

同二维一样，提供ezplot3为专门绘制符号函数

<table> 
 <thead> 
 <tr> 
 <th>调用格式</th> 
 <th>说明</th> 
 </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td>ezplot3(x,y,z)</td> 
 <td>在系统默认区域x ∈ \in ∈（-2 π \pi π,2 π \pi π),y ∈ \in ∈（-2 π \pi π,2 π \pi π)上画出空间曲线x=x（t），y=y（t），z=z（t）的图形</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>ezplot(x,y,z,[a,b])</td> 
 <td>绘制上述参数曲线在a ∈ \in ∈（a,b),b ∈ \in ∈（a,b)上的三维网格曲线</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>ezplot(…,‘animate’)</td> 
 <td>产生一个空间曲线的动画轨迹</td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 2三维网格命令 ##

### 1.mesh命令 ###

该命令生成的是由X，Y和Z指定的网线面，而不是单根曲线，它的主要使用格式如下：

<table> 
 <thead> 
 <tr> 
 <th>调用格式</th> 
 <th>说明</th> 
 </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td>mesh(X,Y,Z)</td> 
 <td>绘制三维网格图，颜色和曲面的高度匹配。若X和Y均为向量，且length（X）=n，length（Y）=m，而[m,n]=size(Z)，空间中的点（X（j），Y（i），Z（i，j））为曲面网线的交点，若X与Y均为矩阵，而空间中的点（X（j），Y（i），Z（i，j））为所画曲面的网线交点</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>mesh(X,Y,Z,c)</td> 
 <td>同mesh(X,Y,Z)，只不过颜色由c指定</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>mesh(Z)</td> 
 <td>生成的网格图满足X=1：n与Y=1：m，[n,m]=size（Z），其中Z为定义在矩形区域上的单值函数</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>mesh(…,‘PropertyName’,PropertyValue,…)</td> 
 <td>对指定的属性PropertyName设置属性值PropertyValue，可以在同一语句中对多个属性进行设置</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>h=mesh(…)</td> 
 <td>返回图形对象句柄</td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

例2：  
绘制网格面z=x4 \+ y5

>> x = -4:0.25:4;
    >> y = x;
    >> [X,Y]=meshgrid(x,y);
    >> Z=X.^4+y.^5;
    >> mesh(Z);
    >> title('网格面')
    >> xlabel('x'),ylabel('y'),zlabel('z')

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dhbmdxaW5nY2h1YW45Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

例3：  
使用peaks产生一个山峰曲面函数，利用它画两个图，一个显示其背后的网格，一个不显示：

>> t = -4:0.1:4;
    >> [X,Y] = meshgrid(t);
    >> Z = peaks(X,Y);
    >> subplot(1,2,1)
    >> mesh(X,Y,Z),hidden on
    >> title('不显示网格')
    >> subplot(1,2,2)
    >> mesh(X,Y,Z),hidden off
    >> title('显示网格')

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dhbmdxaW5nY2h1YW45Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

### 2.ezmesh命令 ###

ezmesh专门用来绘制符号函数f（x，y）网格图

<table> 
 <thead> 
 <tr> 
 <th>调用格式</th> 
 <th>说明</th> 
 </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td>ezmesh(f)</td> 
 <td>绘制f在系统默认区域x ∈ \in ∈（-2 π \pi π,2 π \pi π)，y ∈ \in ∈（-2 π \pi π,2 π \pi π) 内的三维网格图</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>ezmesh(f,[a,b])</td> 
 <td>绘制f在区域x ∈ \in ∈（a，b），y ∈ \in ∈（a，b）内的三维网格图</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>ezmesh(f,[a,b,c,d])</td> 
 <td>绘制f在区域x ∈ \in ∈（a，b），y ∈ \in ∈（c，d）内的三维网格图</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>ezmesh(x,y,z)</td> 
 <td>绘制参数曲面x=x（s，t）y=y（s，t），z=z(s,t)在系统默认区域s ∈ \in ∈（-2 π \pi π,2 π \pi π) ，t ∈ \in ∈（-2 π \pi π,2 π \pi π) 内的三维网格图</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>ezmesh(x,y,z,[a,b])</td> 
 <td>绘制上述参数曲面在s ∈ \in ∈（a，b)，t ∈ \in ∈（a，b)内的三维网格图</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>ezmesh(x,y,z,[a,b,c,d])</td> 
 <td>绘制上述参数曲面在s ∈ \in ∈（a，b)，t ∈ \in ∈（c,d)内的三维网格图</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>ezmesh(…,n)</td> 
 <td>绘制f在系统默认区域x ∈ \in ∈（-2 π \pi π,2 π \pi π)，y ∈ \in ∈（-2 π \pi π,2 π \pi π) 内的三维网格图,其中网格数为n*n，n默认值为60</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>ezmesh(…,‘circ’)</td> 
 <td>在中心圆盘上绘制f的三维网格图</td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

例4：  
绘制下列函数三维网格图：  
f(x,y)=ey sinx-ex cosy+ex ey

>> syms x y
    >> f = sin(x)*exp(y)-cos(y)*exp(x)+exp(x)+exp(y);
    >> ezmesh(f,[-pi,pi],30)
    >> title('带网格线的三维表面图')

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dhbmdxaW5nY2h1YW45Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]  
以上。  
参考文档：  
1.[https://www.zybuluo.com/codeep/note/163962][https_www.zybuluo.com_codeep_note_163962]（Markdown 公式指导手册）  
2.[https://blog.csdn.net/katherine\_hsr/article/details/79179622][https_blog.csdn.net_katherine_hsr_article_details_79179622]（数学符号和公式）  
3.天工在线.中文版MATLAB2018从入门到精通（实战案例版）\[M\].北京:中国水利水电出版社,2018.

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dhbmdxaW5nY2h1YW45Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200606152724928.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dhbmdxaW5nY2h1YW45Mg==,size_16,color_FFFFFF,t_70
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[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dhbmdxaW5nY2h1YW45Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200606164328963.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dhbmdxaW5nY2h1YW45Mg==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[https_www.zybuluo.com_codeep_note_163962]: https://www.zybuluo.com/codeep/note/163962
[https_blog.csdn.net_katherine_hsr_article_details_79179622]: https://blog.csdn.net/katherine_hsr/article/details/79179622