MATLAB三维图形绘制：离散数据与等高线图

本文主要介绍了MATLAB中用于绘制三维图形的各种命令，包括离散数据图、等高线图、三维线图、三维网格图、曲面图以及三维旋转体的绘制方法。 在MATLAB中，离散数据图可以通过`stem`、`stem3`、`stairs`和`scatter`等命令进行绘制。`stem`和`stem3`用于创建基于x-y轴或x-y-z轴的离散数据点，并用线段连接到基线，常用于展示序列数据。`stairs`函数则用于绘制阶梯状的离散数据图，每个数据点之间通过直线连接。`scatter`命令则可以绘制散点图，尤其适合展示数据点的分布情况。 等高线图用于描绘数据的层次结构，MATLAB提供了`contour3`函数绘制三维等高线，以及`contour`函数绘制二维等高线。这些函数可以根据数据矩阵`Z`或者额外的x、y坐标绘制等间距的等高线。用户可以自定义等高线的数量（n），如果不指定，则MATLAB会自动确定。 在三维图形绘制中，`plot3`是用于创建三维曲线的关键命令，它接受x、y、z坐标数据，可以绘制单条或多条三维曲线。`meshgrid`是一个辅助函数，它根据输入的x、y向量生成对应的网格矩阵，为三维网格图和曲面图的绘制提供基础。 三维网格图`mesh`和曲面图`surf`是表示三维数据的重要工具。`mesh`函数绘制的是网线图，由四边形网格组成，而`surf`则填充了网格区域形成曲面。两者都可以接受颜色矩阵`c`来控制各点的颜色。此外，`meshc`和`meshz`分别用于在网格图上添加等高线和“围裙”效果。 对于三维旋转体，MATLAB提供了`sphere`和`cylinder`函数。`sphere`可以绘制单位球面，而`cylinder`则用于生成柱面，这两个函数都支持指定细分度以增加图形的精细度。 在控制立体图形与图轴方面，可以隐藏网格以使图形更清晰，例如使用`grid off`命令可以去除网格线。此外，还可以调整轴的比例、限制和标签，以及添加图例和颜色条等，以增强图形的可读性和美观性。 MATLAB提供了一系列丰富的命令来绘制各种复杂的三维图形，这使得数据分析和可视化变得更加直观和便捷。无论是离散数据还是连续数据，或者是立体图形的细节控制，MATLAB都能提供相应的工具来满足需求。通过熟练掌握这些命令，用户可以在科研、工程和其他领域中高效地呈现和理解数据。