MATLAB 二维与三维图表详解：mesh, surf, waterfall & cylinder

MATLAB是一种强大的数值计算和可视化工具，其提供了丰富的二维和三维图表函数，以帮助用户在科学研究和工程应用中展示数据。在这个标题中，我们主要关注的是四种基本的三维图形绘制函数：mesh、surf、waterfall和cylinder。 首先，让我们来深入理解"mesh"命令。这个函数用于创建由X、Y和Z变量定义的三维网格图。当你提供三个向量或矩阵（X、Y、Z），它们分别代表网格的x、y和z坐标时，函数会生成一个表示数据表面的网格。如果X和Y是向量，它们的长度应与Z的维度匹配，而Z则被看作是由x和y坐标的组合生成的z值。如果X和Y是矩阵，每个元素对应一个网格点的坐标。 "mesh(Z)"的特殊情况是，如果Z是一个定义在矩形区域上的标量函数，函数会自动生成x和y的范围，通常是1:n和1:m，其中n和m是Z矩阵的尺寸。通过传递一个额外的矩阵C，可以为网格赋予不同的颜色，Matlab会根据C中的数据进行线性映射，调整颜色范围以匹配当前的色图。 在生成网格图时，MATLAB考虑了几个关键因素。首先，数据X、Y和Z的范围，以及对轴范围（如XLimMode、YLimMode和ZLimMode）的设置，决定了图形的显示范围。用户可以通过调用"axis"命令来调整这些参数。其次，颜色的刻度（Clim和ClimMode）可以通过"caxis"命令来设置，这决定了颜色的映射区间，对应于色图中的颜色值。当数据的范围与色图范围不同，MATLAB会自动调整颜色刻度，并确保最小值和最大值分别对应色图的开始和结束颜色。 例7-31展示了如何使用"meshgrid"函数创建x和y网格，然后利用"peaks"函数生成一个表面数据，最后用"mesh"函数绘制三维网格。这个例子演示了实际操作中如何构建和展示三维数据。 总结起来，MATLAB的mesh函数是创建三维网格图的基础工具，通过结合其他二维和三维绘图函数，用户能够高效地展示复杂的数据分布和关系。掌握这些函数及其相关参数的设置，对于理解和分析多维数据至关重要。同时，注意保持数据范围和颜色映射的一致性，能帮助确保图表的清晰和有效传达信息。