3-D квивер или векторный график
quiver3( графики со стрелами с направленными компонентами X,Y,Z,U,V,W)U, V, и W в Декартовых координатах, заданных X, Y, и Z. Для примера первая стрела берёт начало от точки X(1), Y(1), и Z(1), простирается в направлении оси x согласно U(1), простирается в направлении оси y согласно V(1), и простирается в направлении оси z согласно W(1). По умолчанию, quiver3 функция масштабирует длины стрел так, чтобы они не перекрывались.
quiver3( графики со стрелами с направленными компонентами, заданными Z,U,V,W)U, V, и W в одинаково разнесенных точках вдоль поверхности Z.
Если Z является вектором, тогда x-координаты стрел варьируются от 1 до количества элементов в Z и все y-координаты равны 1.
Если Z является матрицей, тогда x-координаты стрел варьируются от 1 до количества столбцов в Z и y-координаты варьируются от 1 до количества строк в Z.
quiver3(___, настраивает длину стрел:scale)
Когда scale является положительным числом, quiver3 функция автоматически настраивает длины стрел так, чтобы они не перекрывались, затем растягивает их в множитель scale. Для примера, a scale 2 удваивает длину стрел, и scale 0,5 раза меньше длины стрел.
Когда scale является 'off' или 0, таких как quiver3(X,Y,Z,U,V,W,'off'), после чего автоматическое масштабирование отключается.
quiver3(___, заполняет маркеры, заданные как LineSpec,'filled')LineSpec.
quiver3(___, задает свойства quiver, используя один или несколько аргументы пары "имя-значение". Список свойств см. в разделе Свойства Quiver. Задайте аргументы пары "имя-значение" после всех других входных параметров. Аргументы пары "имя-значение" применяются ко всем стрелам на графике полей градиента.Name,Value)
q = quiver3(___) возвращает Quiver объект. Этот объект полезен для управления свойствами графика полей градиента после его создания.
Загрузка выборочных данных, которая представляет воздушные течения над Северной Америкой. В данном примере выберите подмножество данных.
load wind
X = x(5:10,20:25,6:10);
Y = y(5:10,20:25,6:10);
Z = z(5:10,20:25,6:10);
U = u(5:10,20:25,6:10);
V = v(5:10,20:25,6:10);
W = w(5:10,20:25,6:10);Создайте 3-D графики полей градиента выбранного подмножества. Векторы X, Y, и Z представление местоположения основы каждой стрелы, и U, V, и W представление направленных компонентов каждой стрелы. По умолчанию в quiver3 функция сокращает стрелы так, чтобы они не перекрывались. Функции axis equal для использования одинаковых длин модулей данных вдоль каждой оси. Это заставляет стрелы указывать в правильном направлении.
quiver3(X,Y,Z,U,V,W)
axis equal
По умолчанию в quiver3 функция сокращает стрелы, чтобы они не перекрывались. Отключить автоматическое масштабирование так, чтобы длины стрел определялись полностью U, V, и W, установите scale аргумент в 0.
Для примера сначала верните координаты x -, y - и z сферы единичного радиуса с гранями 10 на 10. Вычислите направленные компоненты нормалей его поверхности с помощью surfnorm функция. Затем создайте 3-D графики полей градиента без автоматического масштабирования.
[X,Y,Z] = sphere(10);
[U,V,W] = surfnorm(X,Y,Z);
quiver3(X,Y,Z,U,V,W,0)
axis equal
Для сравнения создайте график с автоматическим масштабированием. Обратите внимание, что стрелы короче и не перекрываются.
figure
quiver3(X,Y,Z,U,V,W)
axis equal
Постройте векторы, которые нормальны к поверхности, заданной функцией . Используйте quiver3 функция для построения графика векторов и surf функция для построения графика поверхности.
Во-первых, создайте сетку значений x - и y - с равными интервалами. Используйте их, чтобы вычислить z. Затем найдите нормальные векторы.
[X,Y] = meshgrid(-2:0.25:2,-1:0.2:1); Z = X.*exp(-X.^2 - Y.^2); [U,V,W] = surfnorm(X,Y,Z);
Отобразите векторы как 3-D графики полей градиента. Затем отобразите поверхность в тех же осях. Отрегулируйте отображение так, чтобы векторы казались нормальными к поверхности, вызывая axis equal.
quiver3(X,Y,Z,U,V,W) hold on surf(X,Y,Z) axis equal
Создайте 3-D графики полей градиента и укажите цвет для стрел.
Например, сначала верните координаты x -, y - и z - поверхности. Вычислите направленные компоненты нормалей его поверхности с помощью surfnorm функция.
[X,Y] = meshgrid(-pi/2:pi/8:pi/2,-pi/2:pi/8:pi/2); Z = sin(X) + cos(Y); [U,V,W] = surfnorm(Z);
Затем создайте 3-D графики полей градиента с красными стрелами.
quiver3(X,Y,Z,U,V,W,'r') axis equal
Начиная с R2019b, можно отобразить плиточное размещение графиков с помощью tiledlayout и nexttile функций. Вызовите tiledlayout функция для создания мозаичного графика размещения 1 на 2. Вызовите nexttile функция, чтобы создать объект осей и вернуть объект как ax1. Создать левый график путем передачи ax1 на quiver3 функция. Добавить заголовок на график путем передачи осей title функция. Повторите процесс, чтобы создать правильный график.
[X,Y] = meshgrid(-2:0.25:0,-2:0.25:0); Z1 = -0.5*(X.^2 + Y.^2); [U1,V1,W1] = surfnorm(Z1); Z2 = -X.*Y; [U2,V2,W2] = surfnorm(Z2); tiledlayout(1,2) % Left plot ax1 = nexttile; quiver3(ax1,X,Y,Z1,U1,V1,W1) axis equal title(ax1,'Left Plot') % Right plot ax2 = nexttile; quiver3(ax2,X,Y,Z2,U2,V2,W2) axis equal title(ax2,'Right Plot')
Создайте 3-D графики полей градиента и верните объект quiver. Затем удалите стрелки и добавьте маркеры точек в основу каждой стрелы.
[X,Y] = meshgrid(-3:0.5:3,-3:0.5:3); Z = 0.2*(Y.^2 - X.^2); [U,V,W] = surfnorm(Z); q = quiver3(X,Y,Z,U,V,W); axis equal q.ShowArrowHead = 'off'; q.Marker = '.';
Чтобы создать 3-D графики полей градиента с помощью цилиндрических или сферических координат, сначала преобразуйте их в Декартовы координаты с помощью pol2cart или sph2cart функция.