MATLAB画图实例（二）：三维曲面图

月之行者

本期给大家带来的是MATLAB画的一些曲面图。数学建模中三维曲面图的绘制是很常见的。常见的软件是MATLAB和ORIGIN，文末的代码运行环境是MATLAB2018a，只要版本不是太早的MATLAB应该都没问题。

1、曲面图（surf）

这种曲面图相信大家见得最多。其实MATLAB的图标就是这个山峰的一部分。

2、三维阴影曲面图下的等高线图（surfc）

% surfc(X,Y,Z) 使用 Z 来代表颜色数据和曲面高度。X 和 Y 是用于定义曲面的 x 和 y 分量的向量或矩阵。如果 X 和 Y 为向量，length(X) = n 且 length(Y) = m，其中 [m,n] = size(Z)。在这种情况下，曲面顶点是 (X(j), Y(i), Z(i,j)) 三元组。

3、具有基于颜色图的光照的曲面图（surfl）

4、网格图（mesh）

% mesh(X,Y,Z) 使用 Z 确定的颜色绘制线框网格，因此其颜色与曲面高度成比例。如果 X 和 Y 为向量，length(X) = n 且 length(Y) = m，其中 [m,n] = size(Z)。在本示例中，(X(j), Y(i), Z(i,j)) 是线框网格线的交点；X 和 Y 分别对应于 Z 的列和行。如果 X 和 Y 为矩阵，则 (X(i,j), Y(i,j), Z(i,j)) 是线框网格线的交点。X、Y 或 Z 中的值可以是数值、日期时间值、持续时间值或分类值。

5、根据网格图绘制等高线图（meshc）

% 使用 meshc 可显示 peaks 函数的网格图和等高线图组合

6、围绕网格图绘制帷幕（meshz）

使用 meshz 生成 peaks 函数的帷幕图

7、瀑布图（waterfall）

（跟帷幕图还是有点细小的区别的...）

8、条带图（ribbon）

9、三维等高线图（contour3）

本期分享就到此为止啦。这些常见统计图的代码只需在网上搜索关键词即可获得，修改成自己所需的数据和样式即可。由于知乎这边排版不方便，想看原文的可以来我的个人公众号“轻松数学建模”查看历史消息。或者直接点击 MATLAB画图实例（二）：三维曲面图

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上面所有标题括号里面的内容就是画这些图像的函数名。如果有想尝试的可以上网搜索或者借助软件的Help文档来了解具体用法。本文所用源代码如下（直接复制运行要注意语句以及注释的换行需要调整）：

%% 三维曲面图_公众号：轻松数学建模
%% 曲面图（surf）
figure
[X,Y,Z] = peaks(25);
CO(:,:,1) = zeros(25); % red
CO(:,:,2) = ones(25).*linspace(0.5,0.6,25); % green
CO(:,:,3) = ones(25).*linspace(0,1,25); % blue
surf(X,Y,Z,CO)
% 为曲面图指定真彩色
% 通过包含第四个矩阵输入 CO 来指定曲面图的颜色。通过将 CO 创建为 RGB 三元数值的 m×n×3 数组来使用真彩色，其中 Z 是 m×n。数组的第一页指示每种颜色的红色分量；第二页指示绿色分量；第三页指示蓝色分量。
%% 三维阴影曲面图下的等高线图（surfc）
figure
[X,Y,Z] = peaks(30);
surfc(X,Y,Z)
% surfc(X,Y,Z) 使用 Z 来代表颜色数据和曲面高度。X 和 Y 是用于定义曲面的 x 和 y 分量的向量或矩阵。如果 X 和 Y 为向量，length(X) = n 且 length(Y) = m，其中 [m,n] = size(Z)。在这种情况下，曲面顶点是 (X(j), Y(i), Z(i,j)) 三元组。
%% 具有基于颜色图的光照的曲面图（surfl）
figure
[X,Y,Z] = peaks(50);
surfl(X,Y,Z)
%% 网格图（mesh）
[X,Y] = meshgrid(-8:.5:8);
R = sqrt(X.^2 + Y.^2) + eps;
Z = sin(R)./R;
figure
mesh(Z)
% mesh(X,Y,Z) 使用 Z 确定的颜色绘制线框网格，因此其颜色与曲面高度成比例。如果 X 和 Y 为向量，length(X) = n 且 length(Y) = m，其中 [m,n] = size(Z)。在本示例中，(X(j), Y(i), Z(i,j)) 是线框网格线的交点；X 和 Y 分别对应于 Z 的列和行。如果 X 和 Y 为矩阵，则 (X(i,j), Y(i,j), Z(i,j)) 是线框网格线的交点。X、Y 或 Z 中的值可以是数值、日期时间值、持续时间值或分类值。
%% 根据网格图绘制等高线图（meshc）
figure
[X,Y] = meshgrid(-3:.125:3);
Z = peaks(X,Y);
meshc(Z)
% 使用 meshc 可显示 peaks 函数的网格图和等高线图组合
% 使用 view(3) 指定的视点以 Surfaceplot 图形对象的形式绘制网格。面颜色与背景色相同（以便模拟消除了隐藏面的线框），当绘制标准透明线框时，面颜色也可以为 none。当前颜色图确定边颜色。hidden 命令控制网格中的隐藏面消除的模拟，shading 命令控制阴影模型。
%%  围绕网格图绘制帷幕（meshz）
figure
[X,Y] = meshgrid(-3:.125:3);
Z = peaks(X,Y);
meshz(Z)
% 使用 meshz 生成 peaks 函数的帷幕图
%% 瀑布图（waterfall）
figure
[X,Y,Z] = peaks(100);
waterfall(X,Y,Z)
%% 条带图（ribbon）
[x,y] = meshgrid(-3:.5:3,-3:.1:3);
z = peaks(x,y);
figure
ribbon(y,z)
%% 三维等高线图（contour3）
x = -2:0.25:2;