matlab 三维投影
时间: 2023-09-12 10:09:53 浏览: 46
Matlab中可以使用plot3函数进行三维投影。下面是一个简单的例子:
假设我们有一个3D点云,保存在一个3xN的矩阵P中,其中每一列表示一个3D点的坐标。我们可以使用下面的代码进行三维投影:
```
% 生成一些随机的3D点
P = rand(3,100);
% 绘制三维点云
figure;
scatter3(P(1,:),P(2,:),P(3,:),'filled');
% 设置投影平面
plane = [0,0,1,0];
% 计算三维点在投影平面上的投影坐标
P_proj = proj3(P,plane);
% 绘制投影
hold on;
scatter3(P_proj(1,:),P_proj(2,:),zeros(1,size(P,2)),'filled');
```
其中,proj3函数是一个自定义函数,用于计算三维点在投影平面上的投影坐标。下面是该函数的代码:
```
function P_proj = proj3(P,plane)
% 计算三维点在投影平面上的投影坐标
% 投影矩阵
M = eye(3) - plane(1:3)'*plane(1:3)/(plane(1:3)'*plane(1:3));
% 投影
P_proj = M*P + repmat(-plane(4)*M*plane(1:3)',1,size(P,2));
end
```
该函数中,plane是一个4维向量,表示投影平面的方程ax+by+cz+d=0。计算投影坐标的方法是先计算投影矩阵M,然后将三维点P乘以M并加上平移向量-d*M*a/b/c即可。
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三维物体投影到二维可以使用投影矩阵实现。在Matlab中,可以使用`projec2d()`函数来进行三维物体的投影。该函数需要三个输入参数:
1. 三维物体的顶点坐标矩阵,大小为 N x 3,其中 N 表示顶点的个数。
2. 投影矩阵,大小为 3 x 2,其中 3 表示三维空间中的坐标轴,2 表示二维空间中的坐标轴。
3. 投影平面的距离,这个参数可以指定物体投影到哪个平面上。
例如,下面的代码演示了如何将一个立方体投影到二维平面上:
```matlab
% 定义立方体的顶点坐标
vertices = [0 0 0; 0 1 0; 1 1 0; 1 0 0; 0 0 1; 0 1 1; 1 1 1; 1 0 1];
% 定义投影矩阵和投影平面
proj_matrix = [1 0; 0 1; 0 0];
proj_plane_dist = 0;
% 进行投影
projected_vertices = project2d(vertices, proj_matrix, proj_plane_dist);
% 输出投影后的结果
disp(projected_vertices);
```
这里我们将投影矩阵指定为一个 3x2 的单位矩阵,表示我们只保留三维坐标轴上的前两个分量,即将三维坐标投影到二维平面。投影平面的距离为0,表示将物体投影到与原点相切的平面上。
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```matlab
% 绘制三维图形
[x,y,z] = peaks(25);
surf(x,y,z);
% 设置正交投影的参数
view(2);
```
其中,view(2)表示将三维图形投影到XY平面上。
2. 透视投影
透视投影是指将三维图形按照一定的角度投影到二维平面上,从而产生近大远小的透视效果。在Matlab中可以使用camproj函数设置透视投影的参数,例如:
```matlab
% 绘制三维图形
[x,y,z] = peaks(25);
surf(x,y,z);
% 设置透视投影的参数
camproj('perspective');
```
其中,camproj('perspective')表示使用透视投影方式显示三维图形。
以上是Matlab中实现三维图形投影的简单介绍,具体的投影方式和参数可以根据需求进行调整。