第3章三维图形.ppt

第3章三维图形.ppt技术凝聚实力专业创新出版第13章三维图形?在很多场合,二维图形远远满足不了用户的需求,为了可以呈现更加形象和逼真的三维图形, 提供了丰富的三维绘图函数。虽然三维绘图可以看成二维绘图的拓展,一些绘制函数调用格式十分相似,很多图形绘制和设置函数也可以二、三维通用,但是三维图形仍有其特殊之处,例如需要进行二维图形所没有的视角、光照及透明度的设置。本节主要结合以用户常用的三维曲线、网格和曲面图为重点讲解,介绍这些三维图形的绘制方法,以及如何设置使图形达到更好的效果。技术凝聚实力专业创新出版 三维图形绘制?本节主要介绍基本三维图形的绘制方法,主要介绍 p以及 lot3 、mesh 、surf 三个三维绘图函数的调用方法。技术凝聚实力专业创新出版 基本绘制函数-plot3 函数?和二维绘制函数 plot 相对应, plot3 函数是曲线绘制函数在三维空间中的扩展,两者的区别是 plot3 增加了第三维的参数。 plot3 函数的常用调用格式为: plot(X,Y,Z,'s ')。?X、Y和Z是同维向量时,分别以 X、Y和Z的元素为 x、y和z轴坐标。?X、Y和Z是同维矩阵时,分别以 X、Y和Z的对应列元素为 x、y和z轴坐标, 曲线条数等于矩阵的列数。技术凝聚实力专业创新出版 绘制三维网格-mesh 函数?网格图形是指连接相邻数据点形成的网状曲面,数据点是 x-y 平面的矩形网格上点的z轴坐标值。网格图的绘制步骤如下: ?(1)在 x-y 平面上指定一个矩形区域,采用与坐标轴平行的直线进行分格; ?(2)计算矩形网格点的 z轴坐标值,得到三维空间的数据点; ?(3)利用以上得到的数据点,将 x-z 平面或者 y-z 平面内,以及平行平面内的数据点连接,形成网格图。技术凝聚实力专业创新出版 绘制三维曲面-surf 函数?曲面图是把网格图表面的网格围成的片状区域用不同的色彩填充,而形成的彩色表面。除了网格空档被色彩填充之外,曲面图与网格图外观是一样的,但是前者更具立体感。 MATLAB 中的 surf 函数专门用于绘制三维着色曲面图,其调用格式和对数据准备的要求与 节的 mesh 函数相同,仍以中的图形为例,如果用户用 surf 函数代替 mesh 函数来绘制,结果如图技术凝聚实力专业创新出版 三维图形编辑?在三维图形概貌绘制完成后,用户需要对图形进行编辑,以增强图形的表现力和易读性。由于三维图形立体显示和多维视角的特殊性,有的时候不能一次性地直观表达需要表达的信息, 这时,色彩、光照和视角的设置可以提供附加维数的信息。所以对三维图形的编辑比二维图形更加必要。技术凝聚实力专业创新出版 色彩处理?对于复杂的图形,图形的表现力与色彩使用紧密相关,仅仅使用几种常用的固定色彩是远远达不到要求的,故 MATLAB 提供了一种 RGB 调制色彩标准, 即MATLAB 中所有线条的色彩都是可以通过 RGB 调和出来的单色。 RGB 就是 3 原色-红色( R)、绿色( G)、蓝色( B),按照不同比例调和在一起,形成新的色彩。技术凝聚实力专业创新出版 光源设置?为了三维图形的形象逼真,除了在色彩方面提供精细的设置函数外, MATLAB 还考虑到了图形的环境光源设置。常用的光源设置函数有光照设置函数 light 和模式设置函数 lighting 。光照设置函数 light 功能是设置光源, 其调用格式为: light('color',option1,'position',option2,'sytle',option3) ,其中: ?color :光源色彩; ?position :光线传输的方向; ?style :光源类型,无限远( infinite 默认值)或本地( local )。技术凝聚实力专业创新出版 视角控制?用户使用三维图形来表示数据的特性和内在联系,目的在于得到形象的显示,以及获得最佳的视觉效果。在观察三维图形时,为了便于用户得到图形的最佳表现效果, MATLAB 给用户提供了可以设置用户观察视角的函数指令 view 和rotate 。?view 函数的调用格式和具体功能如下。?view(az,el )或view(az,el ):az代表方位角( Azimuth ), el代表俯视角(Elevation ),调用此种格式的函数是通过用户视点和 z轴的平面设为 m面, m面与 x-y 面相交,交线与负 y轴交角为方位角“az”;m面上连接视点与坐标原点的直线与x-y 面的夹角为俯视角“el”,两个角度的单位都是“度”。此调用格式的 view 函数功能是设置三维图形观察点的方位角。?