【进阶篇】MATLAB三维绘图、调整和标注

# 1. MATLAB三维绘图基础**

MATLAB提供了一系列强大的函数来创建和操作三维图形。本节将介绍三维绘图的基础知识，包括：

* **坐标系：**MATLAB使用右手坐标系，其中x轴指向水平向右，y轴指向垂直向上，z轴指向垂直于屏幕。
* **绘图函数：**plot3()、scatter3()和surf()等函数用于绘制三维数据。
* **属性设置：**可以使用set()函数修改图形的属性，例如颜色、线宽和标记类型。
* **视图控制：**view()函数允许用户控制视点，包括方位角、仰角和缩放。

# 2. 三维绘图的调整

在创建三维绘图后，通常需要对视角、光照和材质等方面进行调整，以获得更理想的视觉效果。本章节将介绍如何调整这些属性，从而提升三维绘图的呈现质量。

### 2.1 视角和投影的调整

#### 2.1.1 视角的旋转和移动

MATLAB提供了多种方法来旋转和移动三维绘图中的视角。

* **view(az,el)**：设置视角的方位角（az）和仰角（el）。
* **view(3)**：将视角重置为默认的正交投影。
* **rotate3d(h)**：创建一个交互式旋转工具，允许用户使用鼠标旋转绘图。
* **camroll(h,angle)**：沿绘图的z轴旋转视角。
* **campan(h,angle)**：沿绘图的y轴旋转视角。
* **camzoom(h,factor)**：缩放绘图的视角。

% 创建一个三维曲面图
[X, Y] = meshgrid(-2:0.1:2);
Z = X.^2 + Y.^2;
figure;
surf(X, Y, Z);

% 旋转视角
view(30, 45);

% 使用交互式旋转工具
rotate3d;

#### 2.1.2 投影方式的选择

MATLAB支持两种投影方式：正交投影和透视投影。

* **正交投影**：平行于z轴投影绘图，产生无透视效果的图像。
* **透视投影**：模拟真实世界的透视效果，使远处的物体看起来比近处的物体小。

% 创建一个三维曲面图
[X, Y] = meshgrid(-2:0.1:2);
Z = X.^2 + Y.^2;
figure;

% 设置正交投影
projection('orthographic');
surf(X, Y, Z);

% 设置透视投影
projection('perspective');
surf(X, Y, Z);

### 2.2 光照和材质的调整

#### 2.2.1 光照模型和参数设置

MATLAB提供了多种光照模型，用于模拟真实世界中的光照效果。

* **flat**：无光照，物体表面颜色均匀。
* **gouraud**：平滑着色，在相邻多边形之间进行插值。
* **phong**：高光着色，在表面法线方向上添加高光。