MATLAB作为强大的科学计算软件，在三维数据可视化方面具有出色的表现。通过合理的图形修饰，可以让空间图形更加美观、专业且易于理解。本教程将详细介绍MATLAB中空间图形的修饰技巧。
一、基础三维图形绘制
1. 常用三维绘图函数
- plot3：绘制三维曲线
- scatter3：绘制三维散点图
- mesh/surf：绘制三维网格/曲面图
- contour3：绘制三维等高线图
示例代码：
```matlab
% 绘制三维曲线
[x,y,z] = peaks(30);
plot3(x,y,z);
% 绘制三维曲面
[X,Y] = meshgrid(-2:0.1:2);
Z = X.*exp(-X.^2 - Y.^2);
surf(X,Y,Z);
```
二、图形外观修饰
1. 颜色设置
- colormap：设置颜色映射
- colorbar：添加颜色条
- 自定义颜色：使用RGB值或颜色名称
示例：
```matlab
% 设置不同颜色映射
colormap(jet); % 彩虹色
colormap(hot); % 热力图
colormap(cool); % 冷色调
% 自定义颜色
c = [1 0.5 0]; % 橙色
surf(X,Y,Z,'FaceColor',c);
```
2. 光照效果
- light：创建光源
- lighting：设置光照模式
- material：设置材质属性
示例：
```matlab
light('Position',[1 1 1]);
lighting gouraud; % Gouraud光照
material dull; % 设置材质为哑光
```
三、坐标轴与视角控制
1. 坐标轴修饰
- axis：设置坐标轴范围
- grid：添加网格
- xlabel/ylabel/zlabel：添加坐标轴标签
示例：
```matlab
axis([-3 3 -3 3 -1 1]); % 设置坐标轴范围
grid on; % 显示网格
xlabel('X轴'); ylabel('Y轴'); zlabel('Z轴');
```
2. 视角调整
- view：设置视角
- rotate3d：启用三维旋转
- camorbit：摄像机轨道控制
示例：
```matlab
view(30,45); % 方位角30°，仰角45°
rotate3d on; % 允许鼠标旋转图形
```
四、高级修饰技巧
1. 透明度设置
- alpha：设置透明度
- alphamap：透明度映射
示例：
```matlab
% 设置曲面透明度
alpha(0.7); % 70%透明度
```
2. 多图形组合
- subplot：创建子图
- hold on/off：保持当前图形
示例：
```matlab
subplot(1,2,1);
mesh(X,Y,Z);
title('网格图');
subplot(1,2,2);
surf(X,Y,Z);
title('曲面图');
```
3. 文字标注
- text：添加文字
- title：添加标题
- legend：添加图例
示例：
```matlab
title('三维曲面图','FontSize',14);
legend('函数曲面','Location','best');
text(0,0,0,'原点','FontSize',12);
```
五、导出与保存
1. 保存图形
- saveas：保存为图片文件
- print：打印或导出图形
示例：
```matlab
saveas(gcf,'myplot.png'); % 保存为PNG
print('-dpdf','myplot.pdf'); % 保存为PDF
```
六、实用技巧总结
1. 使用gca和gcf获取当前坐标轴和图形对象
2. 设置图形窗口大小：set(gcf,'Position',[x,y,width,height])
3. 使用findobj查找特定图形对象
4. 预定义颜色映射：parula, jet, hsv, hot, cool等
通过以上修饰技巧，您可以将MATLAB的空间图形从基础的线框模型转变为具有专业外观的可视化作品。记住，好的图形修饰不仅能让结果更美观，还能更好地传达数据信息。
