文章目录

• 一、二维网格
• • 1、线图 与 平面图
  • 2、meshgrid 函数生成二维网格
• 二、绘制网格
• • 1、mesh 函数绘制网格
  • 2、代码示例
• 三、绘制平面
• • 1、surf 函数绘制平面
  • 2、代码示例
• 四、绘制等高线
• • 1、contour 函数绘制等高线
  • 2、代码示例
  • 3、绘制彩色等高线并标注高度值

一、二维网格

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1、线图 与 平面图

之前使用 plot 和 plot3 绘制的都是线图 , 给定若干个点的向量 , 绘制这些点 , 然后将这些点使用直线连接起来 , 组成了线图 ;

绘制 $3$ 维线图时 , 只需要给定 $X,Y,Z$ 三个向量 ( 每个向量都含有 $n$ 个元素 ) , 分别是 $n$ 个点的 $x,y,z$ 坐标值 ;

两点之间 , 使用线连接起来即可 ;

平面图形 Surface , 绘制的是一个平面 , 需要给定 $X,Y,Z$ 三个值 , 其中 $X,Y,Z$ 是矩阵 ;

如 $X,Y,Z$ 都是 $m\times n$ 的矩阵 , 那么 $X,Y$ 就可以决定一个 $m\times n$ 个点组成的平面 , 此时 $m\times n$ 个点的 $z$ 轴的值是 $Z$ 矩阵中对应的 $m\times n$ 个值中的一个 ;

平面是按照矩阵网格状进行分布 ;

2、meshgrid 函数生成二维网格

meshgrid 参考文档 : https://ww2.mathworks.cn/help/matlab/ref/meshgrid.html

使用 meshgrid 函数 , 可以产生 $X,Y$ 矩阵的值 , 即产生的是 $x-y$ 坐标轴的网格平面 ;

生成二维网格示例 :

% 生成 x 向量 x = -2 : 1 : 2% 生成 y 向量 y = -2 : 1 : 2% 生成 X Y 两个矩阵 % 生成了 x-y 坐标轴上的网格 [X, Y] = meshgrid(x, y)

打印结果 :

>> Untitledx =-2 -1 0 1 2y =-2 -1 0 1 2X =-2 -1 0 1 2-2 -1 0 1 2-2 -1 0 1 2-2 -1 0 1 2-2 -1 0 1 2Y =-2 -2 -2 -2 -2-1 -1 -1 -1 -10 0 0 0 01 1 1 1 12 2 2 2 2>>

$X$ 向量

-2 -1 0 1 2

和 $Y$ 向量

-2 -1 0 1 2

生成的二维网格 ,

$X$ 矩阵 :

X =-2 -1 0 1 2-2 -1 0 1 2-2 -1 0 1 2-2 -1 0 1 2-2 -1 0 1 2

$Y$ 矩阵 :

Y =-2 -2 -2 -2 -2-1 -1 -1 -1 -10 0 0 0 01 1 1 1 12 2 2 2 2

二、绘制网格

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1、mesh 函数绘制网格

mesh 函数参考文档 : https://ww2.mathworks.cn/help/matlab/ref/mesh.html

mesh 函数作用是绘制网格 ;

2、代码示例

使用 -2 : 0.1 : 2 向量生成 $x,y$ 网格矩阵 $X,Y$ ;

每个 $z$ 值的计算方式是 $z=e^{-x^2-y^2}x$ ;

代码示例 :

% 生成 x 向量 x = -2 : 0.1 : 2;% 生成 y 向量 y = -2 : 0.1 : 2;% 生成 X Y 两个矩阵 % 生成了 x-y 坐标轴上的网格 [X, Y] = meshgrid(x, y);% 生成 Z 矩阵 Z = X .* exp (-X .^ 2 - Y .^ 2);% 绘制网格 mesh(X, Y, Z);

绘制结果 :

三、绘制平面

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1、surf 函数绘制平面

surf 函数参考文档 : https://ww2.mathworks.cn/help/matlab/ref/surf.html

surf 函数作用是绘制平面 , 给网格填充颜色 ;

2、代码示例

使用 -2 : 0.1 : 2 向量生成 $x,y$ 网格矩阵 $X,Y$ ;

每个 $z$ 值的计算方式是 $z=e^{-x^2-y^2}x$ ;

代码示例 :

% 生成 x 向量 x = -2 : 0.1 : 2;% 生成 y 向量 y = -2 : 0.1 : 2;% 生成 X Y 两个矩阵 % 生成了 x-y 坐标轴上的网格 [X, Y] = meshgrid(x, y);% 生成 Z 矩阵 Z = X .* exp (-X .^ 2 - Y .^ 2);% 绘制平面 surf(X, Y, Z);

绘制结果 :

四、绘制等高线

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1、contour 函数绘制等高线

contour 函数参考文档 : https://ww2.mathworks.cn/help/matlab/ref/contour.html

contour 函数作用是绘制平面的等高线 , 如果 $z$ 轴的值相等 , 那么在 $x,y$ 坐标系中绘制等高线 ;

2、代码示例

使用 -2 : 0.1 : 2 向量生成 $x,y$ 网格矩阵 $X,Y$ ;

每个 $z$ 值的计算方式是 $z=e^{-x^2-y^2}x$ ;

代码示例 :

% 生成 x 向量 x = -2 : 0.1 : 2;% 生成 y 向量 y = -2 : 0.1 : 2;% 生成 X Y 两个矩阵 % 生成了 x-y 坐标轴上的网格 [X, Y] = meshgrid(x, y);% 生成 Z 矩阵 Z = X .* exp (-X .^ 2 - Y .^ 2);% 绘制等高线 contour(X, Y, Z);

绘制结果 :

3、绘制彩色等高线并标注高度值

代码示例 :

% 生成 x 向量 x = -2 : 0.1 : 2;% 生成 y 向量 y = -2 : 0.1 : 2;% 生成 X Y 两个矩阵 % 生成了 x-y 坐标轴上的网格 [X, Y] = meshgrid(x, y);% 生成 Z 矩阵 Z = X .* exp (-X .^ 2 - Y .^ 2);% 绘制等高线 [C, h] = contourf(X, Y, Z);% 标注高度值 clabel(C, h);

执行结果:

总结

以上是生活随笔为你收集整理的【MATLAB】三维图形绘制 ( 三维平面图 | 二维网格 | meshgrid 函数 | 绘制网格 | mesh 函授 | 绘制平面 | surf 函数 | 绘制等高线 | contour 函数 )的全部内容，希望文章能够帮你解决所遇到的问题。

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