MATLAB三维散点图：从基础到高级应用

# 1. MATLAB三维散点图基础

### 三维散点图简介

三维散点图是一种可视化工具，用于表示三维空间中的数据点。它通过将每个数据点绘制为一个点，并根据其三个坐标值（x、y 和 z）放置这些点来工作。三维散点图可用于探索数据分布、识别模式和异常值，以及执行聚类和分类等数据分析任务。

### 数据准备和可视化

在创建三维散点图之前，需要准备数据。数据应组织成包含三个列的矩阵，其中每一列对应一个坐标轴（x、y 和 z）。可以使用`scatter3`函数创建散点图，该函数接受数据矩阵作为输入。`scatter3`函数的语法如下：

scatter3(x, y, z)

其中：

* `x`、`y` 和 `z` 是包含数据点坐标的向量或矩阵。

# 2. 散点图属性和自定义

### 坐标轴和网格线

MATLAB 中的三维散点图具有可自定义的坐标轴和网格线，允许用户控制其外观和位置。

% 创建一个三维散点图
figure;
scatter3(x, y, z);

% 设置坐标轴标签
xlabel('X-Axis');
ylabel('Y-Axis');
zlabel('Z-Axis');

% 设置网格线
grid on;

**逻辑分析：**

* `xlabel`、`ylabel` 和 `zlabel` 函数用于设置坐标轴标签。
* `grid on` 命令启用网格线。

### 点大小、颜色和形状

散点图中点的属性，如大小、颜色和形状，可以进行自定义以增强可视化效果。

% 设置点大小
scatter3(x, y, z, 50); % 点大小为 50

% 设置点颜色
scatter3(x, y, z, 100, 'b'); % 点颜色为蓝色，点大小为 100

% 设置点形状
scatter3(x, y, z, 100, 'filled'); % 填充点
scatter3(x, y, z, 100, 'o'); % 圆形点

**逻辑分析：**

* `scatter3` 函数的第四个参数指定点的面积。
* 第五个参数指定点的颜色，可以是字符串（如 'b' 表示蓝色）或 RGB 值。
* 第六个参数指定点的形状，可以是字符串（如 'filled' 表示填充）或符号（如 'o' 表示圆形）。

### 标签和标题

散点图的标签和标题可以自定义以提供额外的信息和上下文。

% 设置标题
title('Three-Dimensional Scatter Plot');

% 设置 X 轴标签
xlabel('X-Axis');

% 设置 Y 轴标签
ylabel('Y-Axis');

% 设置 Z 轴标签
zlabel('Z-Axis');

% 设置图例
legend('Data Points');

**逻辑分析：**

* `title` 函数用于设置图表的标题。
* `xlabel`、`ylabel` 和 `zlabel` 函数用于设置坐标轴标签。
* `legend` 函数用于添加图例，标识不同的数据系列。

# 3. 高级散点图功能

### 颜色映射和透明度

颜色映射允许您根据数据值将颜色分配给散点图中的点。这有助于突出显示数据中的模式和趋势。MATLAB 提供了各种颜色映射，包括 `jet`、`hot` 和 `cool`。

% 创建一个三维散点图
figure;
scatter3(x, y, z, 100, c, 'filled');
colormap(jet);  % 设置颜色映射为 'jet'

% 添加颜色条
colorbar;

透明度控制散点图中点的可见性。您可以使用 `alpha` 参数设置透明度，范围从 0（完全透明）到 1（完全不透明）。

% 创建一个具有 50% 透明度的三维散点图
figure;
scatter3(x, y, z, 100, c, 'filled', 'AlphaData', 0.5);

% 添加颜色条
colorbar;

### 点密度图

点密度图显示散点图中点的分布密度。这有助于识别数据集中密集和稀疏区域。MATLAB 使用 `hist3` 函数创建点密度图。

% 创建一个点密度图
figure;
hist3([x, y, z], 'Ctrs', {linspace(min(x), max(x), 50), ...
                                linspace(min(y), max(y), 50), ...
                                linspace(min(z), max(z), 50)});
xlabel('X');
ylabel('Y');
zlabel('Z');

### 交互式探索

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