Giáo trình mathlab toàn tập - Chương 18

Đồ hoạ trong không gian 3 chiềuMATLAB cung cấp một số hàm để hiển thị dữ liệu 3 chiều nh- các hàm vẽ đ-ờng thẳng trong không gian 3 chiều, các hàm vẽ bề mặt và và khung dây và màu có thể đ-ợc sử dụng thay thế cho chiều thứ t-. 18.1 Đồ thị đ-ờng thẳng. Lệnh plot từ trong không gian hai chiều có thể mở rộng cho không gian 3 chiều bằng lệnh plot3.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình mathlab toàn tập - Chương 18 128 H×nh 17.21 ----------------------oOo----------------------ch−¬ng 18 §å ho¹ trong kh«ng gian 3 chiÒu MATLAB cung cÊp mét sè hµm ®Ó hiÓn thÞ d÷ liÖu 3 chiÒu nh− c¸c hµm vÏ ®−êng th¼ng trongkh«ng gian 3 chiÒu, c¸c hµm vÏ bÒ mÆt vµ vµ khung d©y vµ mµu cã thÓ ®−îc sö dông thay thÕ chochiÒu thø t−.18.1 §å thÞ ®−êng th¼ng. LÖnh plot tõ trong kh«ng gian hai chiÒu cã thÓ më réng cho kh«ng gian 3 chiÒu b»ng lÖnh plot3.Khu«n d¹ng cña plot3 nh− sau: plot3 ( x1, y1, z1, S1, x2, y2, z2, S2, .... ), trong ®ã xn, yn vµ zn lµ c¸c vector hoÆc ma trËn, vµSn lµ x©u kÝ tù tuú chän dïng cho viÖc khai b¸o mµu, t¹o biÓu t−îng hoÆc kiÓu ®−êng. Sau ®©y lµ métsè vÝ dô:>> t = linspace (0, 10*pi);>> plot3(sin(t),cos(t),t)>> title (Helix),xlabel(sin(t))>> ylabel(cos(t)),zlabel(t) 129 H×nh 18.1Chó ý r»ng: hµm zlabel t−¬ng øng víi hµm hai chiÒu xlabel vµ ylabel. T−¬ng tù nh− vËy, lÖnh axiscòng cã khu«n d¹ng: axis ( [xmin xmax ymin ymax zmin zmax ] ) thiÕt lËp giíi h¹n cho c¶ 3 trôc.VÝ dô :>> axis(ij) % thay ®æi h−íng trôc tõ sau ra tr−íc H×nh 18.2 Hµm text còng cã khu«n mÉu nh− sau: text ( x, y, z, string ) sÏ ®Æt vÞ trÝ x©u ‘string ‘ vµo to¹ ®é x,y, z.18.2 §å thÞ bÒ mÆt vµ l−íi MATLAB ®Þnh nghÜa bÒ mÆt l−íi b»ng c¸c ®iÓm theo h−íng trôc z ë trªn ®−êng kÎ « h×nh vu«ngtrªn mÆt ph¼ng x-y. Nã t¹o lªn mÉu mét ®å thÞ b»ng c¸ch ghÐp c¸c ®iÓm gÇn kÒ víi c¸c ®−êng th¼ng.KÕt qu¶ lµ nã tr«ng nh− mét m¹ng l−íi ®¸nh c¸ víi c¸c m¾t l−íi lµ c¸c ®iÓm d÷ liÖu. §å thÞ l−íi nµyth−êng ®−îc sö dông ®Ó quan s¸t nh÷ng ma trËn lín hoÆc vÏ nh÷ng hµm cã hai biÕn. 130 B−íc ®Çu tiªn lµ ®a ra ®å thÞ l−íi cña hµm hai biÕn z = f (x, y ), t−¬ng øng víi ma trËnX vµ Y chøa c¸c hµng vµ c¸c cét lÆp ®i lÆp l¹i. MATLAB cung cÊp hµm meshgrid cho môc ®Ých nµy.[ X, Y ] = meshgrid(x, y ), t¹o mét ma trËn X, mµ c¸c hµng cña nã lµ b¶n sao cña vectorx, vµ ma trËn Y cã c¸c cét cña nã lµ b¶n sao cña vector y. CÆp ma trËn nµy sau ®ã ®−îc sö dông ®Ó−íc l−îng hµm hai biÕn sö dïng ®Æc tÝnh to¸n häc vÒ m¶ng cña MATLAB.Sau ®©y lµ mét vÝ dô vÒ c¸ch dïng hµm meshgrid.>> x = -7.5:.5:7.5;>> y = x;>> [X,Y] = meshgrid(x,y);X, Y lµ mét cÆp cña ma trËn t−¬ng øng mét l−íi ch÷ nhËt trong mÆt ph¼ng x-y. Mäi hµm z=f(x,y)cã thÓ sö dông tÝnh chÊt nµy.>> R = sqrt(X.^2+Y.^2)+eps;>> % find the distance from the origin (0,0)>> Z = sin(R)./R; % calculate sin(r)/ r Ma trËn R chøa b¸n kÝnh cña mçi ®iÓm trong [X,Y], nã lµ kho¶ng c¸ch tõ mçi ®iÓm ®Õnt©m ma trËn. Céng thªm eps ®Ó kh«ng ®Ó x¶y ra phÐp chia cho 0. Ma trËn Z chøa sine cña b¸n kÝnhchia cho b¸n kÝnh mçi ®iÓm trong s¬ ®å. C©u lÖnh sau vÏ ®å thÞ l−íi:>> mesh(X,Y,Z) H×nh 18.3 §å thÞ trªn lµ ®¬n s¾c. Tuy nhiªn b¹n cã thÓ thay ®æi mµu s¾c víi sù trî gióp cña MATLABrÊt rÔ dµng nÕu b¹n ®äc ®Õn phÇn colormaps.. Trong vÝ dô nµy, hµm mesh x¾p xÕp gi¸ trÞ cña c¸c phÇn tö cña ma trËn vµo c¸c ®iÓm(XÞ,YÞ,ZÞ) trong kh«ng gian ba chiÒu. mesh còng cã thÓ vÏ mét ma trËn ®¬n t−¬ng tù nh− víi mét®èi sè; mesh(Z), sö dông c¸c ®iÓm (i,j,ZÞ). Nh− vËy Z ®−îc vÏ ng−îc l¹i víi c¸c chØ sè cña nã,trong tr−êng hîp nµy mesh(Z) chØ ®¬n gi¶n lµ chia l¹i ®é kh¾c c¸c trôc x, y theo c¸c chØ sè cña matrËn Z. B¹n h·y thö t¹o vÝ dô cho tr−êng hîp nµy?. 131 §å thÞ bÒ mÆt cña cïng mét ma trËn Z tr«ng nh− ®å thÞ l−íi tr−íc ®ã, ngo¹i trõ kho¶ng c¸ch gi÷ahai ®−êng lµ kh¸c nhau (gäi lµ patchs). §å thÞ lo¹i nµy dïng hµm surf, nã cã tÊt c¶ c¸c ®èi sè nh− hµmmesh. H·y xem vÝ dô d−íi ®©y (H×nh 18.4):>> surf(X,Y,Z) H×nh 18.4 §Ó lµm râ thªm mét vµi chñ ®Ò, chóng ta cïng quay l¹i hµm peaks ®· ®a ra ë phÇn tr−íc. §å thÞl−íi trong kh«ng gian 3 chiÒu cña hµm nµy ®−îc ®−a ra nh− sau (h×nh 18.5):>> mesh(peaks)>> title(Mesh Plot of Peaks function) H×nh 18.5 132 §å thÞ ®êng viÒn cho ta thÊy ®−îc ®é n©ng hoÆc ®é cao cña h×nh. Trong MATLAB ®å thÞ ®−êngviÒn trong kh«ng gian hai chiÒu t−¬ng ...