[轉(zhuǎn)載]用MATLAB畫曲面圖

曲面圖,除了各線條之間的空檔(稱作補(bǔ)片)用顏色填充以外,和網(wǎng)格圖看
起來是一樣的。這種圖一般使用函數(shù) surf來繪制。自然,函數(shù)surf使用和函數(shù)
mesh相同的調(diào)用語法。比如:

[X,Y,Z]=peaks(30);
surf(X,Y,Z)
grid,xlabel( ‘ x-axis ‘ ),ylabel( ‘ y-axis ‘ ),zlabel( ‘ z-axis ‘ )
title( ‘ SURF of PEAKS ‘ )

MATLAB 還提供了平滑加顏色和插值加顏色功能。這可以通過調(diào)用函數(shù)shading 來實(shí)現(xiàn)

[X,Y,Z]=peaks(30);
surf(X,Y,Z) % same plot as above
grid,xlabel( ‘ x-axis ‘ ),ylabel( ‘ y-axis ‘ ),zlabel( ‘ z-axis ‘ )
title( ‘ SURF of PEAKS ‘ )
shading flat

如上所示平滑加色彩的例子中,每一補(bǔ)片仍保存著單一的顏色,但各塊連接處的黑線已去掉。
shading interp
輸出見下圖

如上所示內(nèi)插加色彩的例子中,同樣去掉了線條,但各補(bǔ)片以插值加顏色,即各補(bǔ)片的顏色根據(jù)賦予頂點(diǎn)的色值,對其區(qū)間進(jìn)行了插值計(jì)算。很明顯,插值色彩需要比分塊和平滑更多的計(jì)算量。在一些計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,插值色彩會產(chǎn)生非常長的打印延時(shí)或打印錯(cuò)誤。這問題不在于PostScript 文件太大,而是由于在打印機(jī)上產(chǎn)生沿圖形曲面連續(xù)變化的陰影所需的巨大計(jì)算量。通常對這個(gè)問題最簡單的解決方法是使用平滑加色彩法來打印。

色彩對 surf作圖的視覺效果有著巨大的影響。對網(wǎng)格圖也是如此,盡管由于只有線條有顏色,對視覺效果的影響相對要小一些。 因?yàn)榍鎴D不能作成透明,但在一些情況下可以很方便地移走一部分表面以便看到表面以下部分,在 MATLAB 中,這是通過在所期望的洞孔的所在位置,將數(shù)據(jù)置為特定的NaN 來實(shí)現(xiàn)。由于 NaN 沒有任何值,所有的 MATLAB 作圖函數(shù)都忽略 NaN 的數(shù)據(jù)點(diǎn),在該點(diǎn)出現(xiàn)的地方留下一個(gè)洞孔。例子如下:

[X,Y,Z]=peaks(30);
x=X(1,:); % vector of x axis
y=Y(:,1); % vector of y axis
i=find(y>.8 & y<1.2); % find x-axis indices of hole

j=find(x>-.6 & x<.5); % find x-axis indices of hole
Z(i,j)=nan*Z(i,j); % set values at hole indices to NaNs
surf(X,Y,Z)
grid,xlabel( ‘ x-axis ‘ ),ylabel( ‘ y-axis ‘ ),zlabel( ‘ z-axis ‘ )
title( ‘ SURF of PEAKS with a Hole ‘ )
輸出見下圖

MATLAB 的surf也有兩個(gè)同種函數(shù):surfc ,它畫出具有基本等值線的曲面圖;
surfl ,它畫出一個(gè)有亮度的曲面圖。例如:

[X,Y,Z]=peaks(30);
surfc(X,Y,Z) % surf plot with contour plot
grid,xlabel( ‘ x-axis ‘ ),ylabel( ‘ y-axis ‘ ),zlabel( ‘ z-axis ‘ )
title( ‘ SURFC of PEAKS ‘ )

surfl (X,Y,Z) % surf plot with lighting
shading interp % surfl plots look best with interp shading
colormap pink % they also look better with shades of a single color
grid,xlabel( ‘ X-axis ‘ ),ylabel( ‘ Y-axis ‘ ),zlabel( ‘ Z-axis ‘ )
title( ‘ SURFL OF PEAKS ‘ )

輸出見下圖