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1、Matlab在三维建模计算的应用为了显示三维图形，MATLAB提供了各种各样的函数。有一些函数可在三维空间中画线，而另一些可以画曲面与线格框架。另外，颜色可以用来代表第四维。当颜色以这种方式使用时，由于它不再象照片中那样显示信息的自然属性----色彩，而且也不是基本数据的内在属性，所以它称作伪彩色。为了简化对三维图形的讨论，对颜色的介绍推迟到下一章。在这一章，主要讨论绘制三维图形的基本概念。18.1函数plot3plot3命令将绘制二维图形的函数plot的特性扩展到三维空间。函数格式除了包括第三维的信息（比如Z方
2、向）之外，与二维函数plot相同。plot3一般语法调用格式是plot3(x1,y1,z1,S1,x2,y2,z2,S2,…)，这里xn,yn和zn是向量或矩阵，Sn是可选的字符串，用来指定颜色、标记符号和/或线形。总的来说，plot3可用来画一个单变量的三维函数。如下为一个三维螺旋线例子：»t=0:pi/50:10*pi;»plot3(sin(t),cos(t),t)»title(‘Helix‘),xlabel(‘sint(t)‘),ylabel(‘cos(t)‘),zlabel(‘t‘)»text(0,0,0
3、,‘Origin‘)»grid»v=axisv=-11-11040输出见图18.1.图18.1螺旋线图从上例可明显看出，二维图形的所有基本特性在三维中仍都存在。axis命令扩展到三维只是返回Z轴界限（0和40），在数轴向量中增加两个元素。函数zlabel用来指定z轴的数据名称，函数grid在图底绘制三维网格。函数test(x,y,z,‘string‘)在由三维坐标x,y,z所指定的位置放一个字符串。另外，子图和多图形窗口可以直接应用到三维图形中。在最后一章可以看到，通过指定plot命令的多个参量或使用hold命令
4、，可以把多条直线或曲线重叠画出。plot3以及其它的三维图形函数都可以提供相同的能力。例如，增加维数的plot3命令可以使多个二维图形沿一个轴排列起来，而不是直接将二维图形叠到另一个的上面。»x=linspace(0,3*pi);%x-axisdata»z1=sin(x);%plotinx-zplane»z2=sin(2*x);»z3=sin(3*x);»y1=zeros(size(x));%spreadoutalongy-axis»y3=zeros(size(x));%bygivingeachdiffenty-
5、axisvalues»y2=y3/2;»plot3(x,y1,z1,x,y2,z2,x,y3,z3);»grid,xlabel(‘x-axis‘),ylabel(‘y-axis‘,abel(‘z-axis‘)»title(‘sin(x),sin(2x),sin(3x)‘)输出见图18.2.图18.2正弦曲线图上述图形也可以沿另外方向堆列。»plot3(x,z1,y1,x,z2,y2,x,z3,y3)»grid,xlabel(‘x-axis‘,ylabel(‘y-axis‘),zlabel(‘z-axis‘)»ti
6、tle(‘sin(x),sin(2x),sin(3x)‘)输出见图18.3.图18.3正弦曲线图18.2改变视角注意两个图形，一个是以30度视角向下看z=0平面,一个是以37.5度视角向上看x=0平面。这是对所有三维图形的缺省视角。与z=0平面所成的方向角叫仰角，与x=0平面的夹角叫做方位角。这样，缺省的三维视角方向仰角为30度，方位角为-37.5度。而缺省的二维视角仰角为90度，方位角为0度。仰角和方位角的概念在图18.4中形象地画出。图18.4仰角和方位角示意图图18.5视角举例图在MATLAB中，函数vie
7、w改变所有类型的二维和三维图形的图形视角。view(az,el)和view([az,el)]将视角改变到所指定的方位角az和仰角el。考虑下面脚本M文件形式的例子。%viewpointexampleusingsubplotsx=linspace(0,3*pi).’;Z=[sin(x)sin(2*x)sin(2*x)];%createYandZaxesasmatricesY=[zeros(size(x))ones(size(x))/2ones(size(x))];subplot(2,2,1)plot3(x,Y,Z)
8、%plot3workswithcolumn-orientedmatricestoogrid,xlabel(‘X-axis‘),ylabel(‘Y-axis‘),zlabel(‘Z-axis‘)title(‘DefaultAz=-37.5,E1=30‘)view(-37.5,30)subplot(2,2,2)plot3(x,Y,Z)grid,xlabel(‘X-axis‘)
