【进阶篇】MATLAB绘制三维曲线、三维网点图、表面图、旋转曲图等常见三维图形

# 1. MATLAB三维图形绘制概述**

MATLAB提供了强大的三维图形绘制功能，允许用户创建各种类型的可视化，包括曲线、网点图、表面图和旋转曲图。三维图形绘制在科学、工程和数据可视化等领域有着广泛的应用。

MATLAB中的三维图形绘制基于OpenGL库，提供了一系列函数和工具，用于创建、自定义和交互式操作三维图形。通过使用这些函数，用户可以轻松地创建复杂的图形，以直观地表示和分析数据。

# 2. 三维曲线绘制

### 2.1 曲线绘制基本函数

#### 2.1.1 plot3

`plot3` 函数用于绘制三维曲线。其语法如下：

plot3(x, y, z)

其中：

- `x`、`y`、`z` 为一维数组，分别表示曲线的 x、y、z 坐标。

**代码逻辑分析：**

x = 0:0.1:10;
y = sin(x);
z = cos(x);
plot3(x, y, z);

此代码绘制了一条正弦曲线，x 轴表示时间，y 轴表示正弦值，z 轴表示余弦值。

#### 2.1.2 plot3D

`plot3D` 函数是 `plot3` 函数的扩展，它提供了更多绘制选项。其语法如下：

plot3D(x, y, z, LineSpec)

其中：

- `x`、`y`、`z` 为一维数组，分别表示曲线的 x、y、z 坐标。
- `LineSpec` 为字符串，指定曲线的线型、颜色和标记等属性。

**代码逻辑分析：**

x = 0:0.1:10;
y = sin(x);
z = cos(x);
plot3D(x, y, z, 'r--o');

此代码绘制了一条虚线红色正弦曲线，并使用圆形标记表示数据点。

### 2.2 曲线样式和属性

#### 2.2.1 线型和颜色

曲线样式和颜色可以通过 `LineSpec` 字符串指定。常见的线型和颜色如下：

| 线型 | 颜色 |
|---|---|
| '-' | 蓝色 |
| '--' | 红色 |
| ':' | 绿色 |
| '-.' | 黑色 |
| 'none' | 无线型 |

**代码逻辑分析：**

x = 0:0.1:10;
y = sin(x);
z = cos(x);

figure;
subplot(1, 2, 1);
plot3(x, y, z, 'b-');
title('蓝色实线');

subplot(1, 2, 2);
plot3(x, y, z, 'r--');
title('红色虚线');

此代码绘制了两条曲线，一条蓝色实线和一条红色虚线。

#### 2.2.2 标记和大小

数据点标记和大小可以通过 `Marker` 和 `MarkerSize` 属性指定。常见的标记如下：

| 标记 |
|---|---|
| 'o' | 圆形 |
| 'x' | 叉形 |
| '+' | 加号 |
| '*' | 星形 |
| 'none' | 无标记 |

**代码逻辑分析：**

x = 0:0.1:10;
y = sin(x);
z = cos(x);

figure;
subplot(1, 2, 1);
plot3(x, y, z, 'ro');
title('红色圆形标记');

subplot(1, 2, 2);
plot3(x, y, z, 'b*', 'MarkerSize', 10);
title('蓝色星形标记，大小为 10');

此代码绘制了两条曲线，一条带有红色圆形标记，另一条带有蓝色星形标记，标记大小为 10。

### 2.3 曲线交互操作

#### 2.3.1 旋转和缩放

三维曲线可以交互式旋转和缩放。可以通过鼠标或键盘进行操作。

- 鼠标左键拖动：旋转曲线。
- 鼠标右键拖动：平移曲线。
- 鼠标滚轮：缩放曲线。

#### 2.3.2 数据点选择

数据点可以通过鼠标点击进行选择。选中的数据点将以不同颜色突出显示。

# 3. 三维网点图绘制

网点图是一种用于可视化三维空间中离散数据的图形表示形式。它由一系列点