MATLAB中plot3函数用法

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语法

说明

向量和矩阵数据

表数据

其他选项

示例

绘制三维螺旋图

绘制多个线条

使用矩阵绘制多个线条

指定等间距刻度单位和轴标签

将点绘制为不带线的标记

自定义颜色和标记

指定线型

在绘图后修改线条

绘制表中的数据

在 x 和 y 轴上绘制多个表变量

指定目标坐标区

使用自定义刻度格式绘制持续时间数据

绘制线条并在一个数据点上放置标记

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        plot3函数的功能是绘制三维点或线图。

语法

plot3(X,Y,Z)
plot3(X,Y,Z,LineSpec)
plot3(X1,Y1,Z1,...,Xn,Yn,Zn)
plot3(X1,Y1,Z1,LineSpec1,...,Xn,Yn,Zn,LineSpecn)
plot3(tbl,xvar,yvar,zvar)
plot3(ax,___)
plot3(___,Name,Value)
p = plot3(___)

说明

向量和矩阵数据

        plot3(X,Y,Z) 绘制三维空间中的坐标。

• 要绘制由线段连接的一组坐标，请将 X、Y、Z 指定为相同长度的向量。

• 要在同一组坐标轴上绘制多组坐标，请将 X、Y 或 Z 中的至少一个指定为矩阵，其他指定为向量。

        plot3(X,Y,Z,LineSpec) 使用指定的线型、标记和颜色创建绘图。

        plot3(X1,Y1,Z1,...,Xn,Yn,Zn) 在同一组坐标轴上绘制多组坐标。使用此语法作为将多组坐标指定为矩阵的替代方法。plot3(X1,Y1,Z1,LineSpec1,...,Xn,Yn,Zn,LineSpecn) 可为每个 XYZ 三元组指定特定的线型、标记和颜色。您可以对某些三元组指定 LineSpec，而对其他三元组省略它。例如，plot3(X1,Y1,Z1,'o',X2,Y2,Z2) 对第一个三元组指定标记，但没有对第二个三元组指定标记。

表数据

        plot3(tbl,xvar,yvar,zvar) 绘制表 tbl 中的变量 xvar、yvar 和 zvar。要绘制一个数据集，请为 xvar、yvar 和 zvar 各指定一个变量。要绘制多个数据集，请为其中至少一个参数指定多个变量。对于指定多个变量的参数，指定的变量数目必须相同。（自 R2022a 开始提供）

其他选项

        plot3(ax,___) 在目标坐标区上显示绘图。将坐标区指定为上述任一语法中的第一个参数。

        plot3(___,Name,Value) 使用一个或多个名称-值对组参数指定 Line 属性。在所有其他输入参数后指定属性。

        p = plot3(___) 返回一个 Line 对象或 Line 对象数组。创建绘图后，使用 p 修改该绘图的属性。

示例

绘制三维螺旋图

        将 t 定义为由介于 0 和 10π 之间的值组成的向量。将 st 和 ct 定义为正弦和余弦值向量。然后绘制 st、ct 和 t。

t = 0:pi/50:10*pi;
st = sin(t);
ct = cos(t);
plot3(st,ct,t)

如图所示：

绘制多个线条

        创建两组 x、y 和 z 坐标。

t = 0:pi/500:pi;
xt1 = sin(t).*cos(10*t);
yt1 = sin(t).*sin(10*t);
zt1 = cos(t);
 
xt2 = sin(t).*cos(12*t);
yt2 = sin(t).*sin(12*t);
zt2 = cos(t);

调用 plot3 函数，并指定连续的 XYZ 三元组。

如图所示：

plot3(xt1,yt1,zt1,xt2,yt2,zt2)

使用矩阵绘制多个线条

创建包含三行 x 坐标的矩阵 X。创建包含三行 y 坐标的矩阵 Y。

t = 0:pi/500:pi;
X(1,:) = sin(t).*cos(10*t);
X(2,:) = sin(t).*cos(12*t);
X(3,:) = sin(t).*cos(20*t);
 
Y(1,:) = sin(t).*sin(10*t);
Y(2,:) = sin(t).*sin(12*t);
Y(3,:) = sin(t).*sin(20*t);

创建矩阵 Z，其中包含所有三组坐标的 z 坐标。

Z = cos(t);

在同一组坐标轴上绘制所有三组坐标。

plot3(X,Y,Z)

如图所示：

指定等间距刻度单位和轴标签

        创建向量 xt、yt 和 zt。

t = 0:pi/500:40*pi;
xt = (3 + cos(sqrt(32)*t)).*cos(t);
yt = sin(sqrt(32) * t);
zt = (3 + cos(sqrt(32)*t)).*sin(t);

        绘制数据，并使用 axis equal 命令沿每个轴等间距隔开刻度单位。然后为每个轴指定标签。

plot3(xt,yt,zt)
axis equal
xlabel('x(t)')
ylabel('y(t)')
zlabel('z(t)')

如图所示：

将点绘制为不带线的标记

创建向量 t、xt 和 yt，并使用圆形标记绘制这些向量中的点。

t = 0:pi/20:10*pi;
xt = sin(t);
yt = cos(t);
plot3(xt,yt,t,'o')

如图所示：

自定义颜色和标记

        创建向量 t、xt 和 yt，并将这些向量中的点绘制为带 10 磅圆形标记的蓝线。使用十六进制颜色代码指定标记的填充颜色为浅蓝色。

t = 0:pi/20:10*pi;
xt = sin(t);
yt = cos(t);
plot3(xt,yt,t,'-o','Color','b','MarkerSize',10,...
    'MarkerFaceColor','#D9FFFF')

如图所示：

指定线型

        创建向量 t。然后使用 t 计算两组 x 和 y 值。

t = 0:pi/20:10*pi;
xt1 = sin(t);
yt1 = cos(t);
 
xt2 = sin(2*t);
yt2 = cos(2*t);

        绘制这两组值。第一组使用默认线条，第二组使用虚线。

plot3(xt1,yt1,t,xt2,yt2,t,'--')

如图所示：

在绘图后修改线条

        创建向量 t、xt 和 yt，并绘制这些向量中的数据。返回输出变量 p 中的图线条。

t = linspace(-10,10,1000);
xt = exp(-t./10).*sin(5*t);
yt = exp(-t./10).*cos(5*t);
p = plot3(xt,yt,t);

如图所示：

将线宽更改为 3。

p.LineWidth = 3;

如图所示：

绘制表中的数据

自 R2022a 开始

        基于表数据绘图的一种便捷方法是将表传递给 plot3 函数，并指定要绘制的变量。

        创建向量 x、y 和 t，并将向量放在一个表中。然后显示该表的前三行。

t = (0:pi/20:10*pi)';
x = sin(t);
y = cos(t);
tbl = table(x,y,t);
head(tbl,3)
       x          y          t   
    _______    _______    _______
          0          1          0
    0.15643    0.98769    0.15708
    0.30902    0.95106    0.31416

绘制 x、y 和 t 表变量。以 p 形式返回 Line 对象。请注意，轴标签与变量名称匹配。

p = plot3(tbl,"x","y","t");

如图所示：

        要修改线条的各个方面，请对 Line 对象设置 LineStyle、Color 和 Marker 属性。例如，将线条更改为具有圆形标记的红色点线。

p.LineStyle = ":";
p.Color = "red";
p.Marker = "o";

如图所示：

在 x 和 y 轴上绘制多个表变量

自 R2022a 开始

        创建一个包含五个变量的表。然后显示该表的前三行。

t = (0:pi/500:pi)';
x1 = sin(t).*cos(10*t);
x2 = sin(t).*cos(12*t);
y1 = sin(t).*sin(10*t);
y2 = sin(t).*sin(12*t);
z = cos(t);
tbl = table(x1,x2,y1,y2,z);
head(tbl,3)
       x1           x2            y1            y2           z   
    _________    _________    __________    __________    _______
            0            0             0             0          1
    0.0062707    0.0062653    0.00039452    0.00047329    0.99998
     0.012467     0.012423     0.0015749     0.0018877    0.99992

        在 x 轴上绘制 x1 和 x2 变量，在 y 轴上绘制 y1 和 y2 变量，在 z 轴上绘制 z 变量。然后，添加一个图例。请注意，图例条目与变量名称匹配。

plot3(tbl,["x1","x2"],["y1","y2"],"z")
legend

如图所示：

指定目标坐标区

        从 R2019b 开始，您可以使用 tiledlayout 和 nexttile 函数显示分块图。调用 tiledlayout 函数以创建 1×2 分块图布局。调用 nexttile 函数以创建坐标区对象 ax1 和 ax2。通过将坐标区对象指定为 plot3 的第一个参数，在坐标区中创建单独的线图。

tiledlayout(1,2)
 
% Left plot
ax1 = nexttile;
t = 0:pi/20:10*pi;
xt1 = sin(t);
yt1 = cos(t);
plot3(ax1,xt1,yt1,t)
title(ax1,'Helix With 5 Turns')
 
% Right plot
ax2 = nexttile;
t = 0:pi/20:10*pi;
xt2 = sin(2*t);
yt2 = cos(2*t);
plot3(ax2,xt2,yt2,t)
title(ax2,'Helix With 10 Turns')

如图所示：

使用自定义刻度格式绘制持续时间数据

        创建 x 和 y 为由 0 和 1 之间的随机值组成的向量。创建 z 为由随机的持续时间值组成的向量。

x = rand(1,10);
y = rand(1,10);
z = duration(rand(10,1),randi(60,10,1),randi(60,10,1));

        绘制 x、y 和 z，并将 z 轴的格式指定为分和秒。然后添加轴标签，并启用网格以使图框内的点更容易可视化。

plot3(x,y,z,'o','DurationTickFormat','mm:ss')
xlabel('X')
ylabel('Y')
zlabel('Duration')
grid on

如图所示：

绘制线条并在一个数据点上放置标记

        创建向量 xt、yt 和 zt。绘制这些值，使用 LineSpec 参数指定具有圆形标记的实线。指定 MarkerIndices 属性以在第 200 个数据点上放置一个标记。

t = 0:pi/500:pi;
xt(1,:) = sin(t).*cos(10*t);
yt(1,:) = sin(t).*sin(10*t);
zt = cos(t);
plot3(xt,yt,zt,'-o','MarkerIndices',200)

如图所示：