كيفية بناء رسم بياني ثلاثي الأبعاد في ماتلاب: دليل كامل مع أمثلة

يعد تصور البيانات ثلاثية الأبعاد جانبا مهما في تحليل العديد من المهام العلمية والهندسية. يوفر ماتلاب أدوات قوية لبناء الرسوم البيانية ثلاثية الأبعاد ، والذي يسمح لك لعرض البيانات في ثلاثة أبعاد ، وكذلك تحليلها بصريا. يقدم هذا الدليل الكامل إرشادات خطوة بخطوة حول كيفية إنشاء رسوم بيانية ثلاثية الأبعاد في ماتلاب باستخدام وظائف وطرق مختلفة.

الخطوة الأولى في إنشاء رسم بياني ثلاثي الأبعاد في ماتلاب هي تحديد إحداثيات النقاط التي سيتم عرضها على الرسم البياني. ويمكن القيام بذلك عن طريق إنشاء صفائف من البيانات مع س ، ص ، و ض الإحداثيات. ثم يمكنك استخدام وظيفة بلوت3 () لرسم عن طريق تحديد صفائف البيانات لكل تنسيق.

بالإضافة إلى وظيفة بلوت3 () ، ماتلاب يوفر عددا من الوظائف الأخرى لبناء الرسوم البيانية ثلاثية الأبعاد التي تسمح لك لتخصيص مظهر وأسلوب الرسم البياني ، مثل تصفح () ، شبكة() و تشتيتر3() وظائف. توفر هذه الوظائف المزيد من الخيارات لعرض البيانات ثلاثية الأبعاد برؤية وأسلوب مختلفين.

ويقدم هذا الدليل أيضا أمثلة على استخدام وظائف وأساليب لبناء الرسوم البيانية ثلاثية الأبعاد في ماتلاب. تشمل الأمثلة بناء الأسطح والمنحنيات المكانية وسحب النقاط والمزيد. ويرافق كل مثال شرح خطوة بخطوة من التعليمات البرمجية وتوضيح الرسم البياني الناتج. وهذا سوف تساعدك على فهم أساسيات بناء الرسوم البيانية ثلاثية الأبعاد في ماتلاب واستخدامها لتصور البيانات الخاصة بك.

1. مفهوم الرسم البياني ثلاثي الأبعاد
2. أدوات لإنشاء الرسوم البيانية ثلاثية الأبعاد في ماتلاب
3. المراحل الرئيسية للعمل مع رسم بياني ثلاثي الأبعاد
4. إنشاء رسوم بيانية ثلاثية الأبعاد باستخدام دالة الحبكة 3
5. باستخدام وظيفة مشغريد لإنشاء الرسوم البيانية ثلاثية الأبعاد
6. أمثلة على الرسوم البيانية ثلاثية الأبعاد في ماتلاب
7. تخصيص مظهر الرسوم البيانية ثلاثية الأبعاد
8. إعداد محاور الإحداثيات
9. تخصيص لون وأسلوب السطح
10. إضافة أسطورة
11. إضافة تسميات العنوان والمحور
12. ضبط مقياس المحور
13. الاستنتاجات والتوصيات
14. سؤال وجواب
15. كيفية بناء رسم بياني ثلاثي الأبعاد في ماتلاب?
16. كيف يمكنني تغيير لون الرسم البياني ثلاثي الأبعاد في ماتلاب?
17. كيف يمكنني إضافة أسطورة إلى رسم بياني ثلاثي الأبعاد في ماتلاب?
18. كيف يمكنني إضافة تسميات إلى محاور على الرسم البياني ثلاثي الأبعاد في ماتلاب?
19. كيف يمكنني تغيير مقياس المحاور على الرسم البياني ثلاثي الأبعاد في ماتلاب?

مفهوم الرسم البياني ثلاثي الأبعاد

الرسم البياني ثلاثي الأبعاد هو تمثيل رسومي للبيانات التي تحتوي على ثلاثة متغيرات. يتكون من ثلاثة محاور — محاور س ، ص و ض ، والتي تعرض قيم هذه المتغيرات. في الرسم البياني ثلاثي الأبعاد ، كل نقطة هي مزيج من قيم المتغيرات س, صو و ض ، والتي قد تشير إلى وجود علاقة أو علاقة بينهما.

تستخدم الرسومات ثلاثية الأبعاد على نطاق واسع في مختلف مجالات العلوم والهندسة والفيزياء والبيولوجيا والاقتصاد ، إلخ. أنها تساعدك على تصور البيانات المعقدة واستكشاف علاقاتهم. أيضا ، تسمح لك الرسوم البيانية ثلاثية الأبعاد بتقديم نتائج الدراسة بشكل أكثر وضوحا واكتشاف ميزات البيانات التي قد تكون مخفية في تمثيلات ثنائية الأبعاد.

في ماتلاب ، يمكن بناء الرسوم البيانية ثلاثية الأبعاد باستخدام وظائف وأدوات مختلفة. يمكن أن يكون هذا مفيدا في تحليل البيانات والنمذجة وتعيين الوظائف والعديد من المهام الأخرى. على سبيل المثال ، يمكنك إنشاء رسم بياني ثلاثي الأبعاد لدالة ، أو رسم بياني ثلاثي الأبعاد لاعتماد متغيرين ، أو سطح ثلاثي الأبعاد.

عادة ما يتضمن بناء رسم بياني ثلاثي الأبعاد في ماتلاب اختيار نوع الرسم البياني ، وتحديد البيانات ، وضبط المحاور والمقياس ، وضبط المظهر ، وإضافة الملصقات والأساطير. يوفر ماتلاب وظائف وقدرات واسعة لإنشاء وتكوين الرسوم البيانية ثلاثية الأبعاد باستخدام بناء جملة بسيطة وبديهية.

أدوات لإنشاء الرسوم البيانية ثلاثية الأبعاد في ماتلاب

ماتلاب يقدم مجموعة واسعة من الأدوات لإنشاء الرسوم البيانية ثلاثية الأبعاد. تتيح لك هذه الأدوات إنشاء نماذج وبيانات ثلاثية الأبعاد وعرضها وتحليلها ، والتي يمكن أن تكون مفيدة لمختلف مجالات العلوم والهندسة.

فيما يلي بعض الأدوات الأساسية التي يمكنك استخدامها لإنشاء رسوم بيانية ثلاثية الأبعاد في ماتلاب:

1. مؤامرة3: تتيح لك وظيفة بلوت 3 إنشاء رسوم بيانية ثلاثية الأبعاد تحدد اعتماد متغير واحد على متغيرين آخرين. يمكنك تخصيص مجموعة متنوعة من خصائص الرسم البياني ، بما في ذلك اللون ونمط الخط وأنواع العلامات.
2. السطح: تقوم دالة السطح بإنشاء رسم بياني سطحي يمثل مجموعة بيانات ثلاثية الأبعاد. إنه يبني سطحا يعتمد على مصفوفة الارتفاع ، مما يسمح لك بتصور البيانات المعقدة ثلاثية الأبعاد. يمكن أيضا استخدام الوظيفة لعرض الأسطح المحددة تحليليا.
3. ميشغريد: يتم استخدام وظيفة ميشغريد لإنشاء شبكات تنسيق ثلاثية الأبعاد. يقوم بإنشاء مصفوفات تحتوي على إحداثيات كل نقطة شبكة ، مما يسهل بناء الرسوم البيانية ثلاثية الأبعاد.
4. يكولور: وظيفة يكولور يخلق الرسم البياني الزائفة اللون على أساس البيانات ثنائية الأبعاد. يستخدم اللون لعرض قيمة كل عنصر من عناصر المصفوفة ، مما يسمح لك بتصور بيانات بنية ثلاثية الأبعاد.
5. التشتت3: تقوم دالة التشتت 3 بإنشاء رسم بياني ثلاثي الأبعاد يعرض مجموعة من البيانات بالنقاط. يمكن أن يكون لكل نقطة لون أو قيمة حجم خاصة بها ، مما يسمح لك بتصور معلومات إضافية في مساحة ثلاثية الأبعاد.
6. كونتور3: تقوم دالة المحيط 3 بإنشاء رسم بياني كفاف ثلاثي الأبعاد يعرض خطوطا من نفس القيمة على سطح ثلاثي الأبعاد. هذا الرسم البياني مفيد لتصور البيانات ثلاثية الأبعاد وتحديد المناطق أو الأنماط الخاصة.

يتيح لك الجمع بين هذه الأدوات إنشاء رسومات ثلاثية الأبعاد بأنماط وتأثيرات مختلفة. يمكنك تخصيص مجموعة متنوعة من خصائص الرسم البياني لجعلها مفيدة ومرئية قدر الإمكان لتحليل البيانات.

بفضل أدوات قوية لخلق الرسوم البيانية ثلاثية الأبعاد في ماتلاب ، يمكنك تصور وتحليل البيانات في الفضاء ثلاثي الأبعاد مع قدر أكبر من الدقة والفهم. يتيح لك ذلك فهم بنية البيانات وعلاقاتها بشكل أفضل واتخاذ قرارات أكثر استنارة بناء على التمثيلات المرئية للبيانات.

المراحل الرئيسية للعمل مع رسم بياني ثلاثي الأبعاد

بناء الرسم البياني ثلاثي الأبعاد في ماتلاب يسمح لك لتصور البيانات ودراسة اعتمادها في الفضاء ثلاثي الأبعاد. تتكون عملية إنشاء رسم بياني ثلاثي الأبعاد من المراحل الرئيسية التالية:

1. إعداد البيانات: لإنشاء رسم بياني ثلاثي الأبعاد ، يجب أن يكون لديك بيانات سيتم عرضها على الرسم البياني. يمكن تمثيل هذه البيانات كمصفوفات أو مصفوفات تحتوي على إحداثيات النقاط في الفضاء ثلاثي الأبعاد.
2. ، مما يخلق نافذة جديدة مع محور ثلاثي الأبعاد.
3. ، مما يسمح لك ببناء خطوط ونقاط في مساحة ثلاثية الأبعاد.
4. تخصيص الجدول الزمني: بعد بناء الجدول الزمني ، يمكنك تكوينه وتخصيصه. هناك العديد من الوظائف والمعلمات في ماتلاب التي تسمح لك بتغيير مظهر الرسم البياني: لون الخطوط والنقاط ، ونوع الخطوط ، وتعريف تسميات المحور ، وما إلى ذلك.
5. لإضافة نص.
6. ، مما يسمح لك بتحديد زاوية العرض على الرسم البياني.

معرفة الخطوات الأساسية للعمل مع الرسم البياني ثلاثي الأبعاد في ماتلاب ، سوف تكون قادرة على خلق تصورات البيانات المعقدة وتحليلها في الفضاء ثلاثي الأبعاد.

إنشاء رسوم بيانية ثلاثية الأبعاد باستخدام دالة الحبكة 3

. تتيح لك هذه الوظيفة إنشاء رسم بياني ثلاثي الأبعاد ، وهو عبارة عن مجموعة من النقاط في الفضاء ثلاثي الأبعاد.

لإنشاء رسم بياني ثلاثي الأبعاد ، يجب عليك تحديد إحداثيات النقاط أو صفائف إحداثيات النقاط في الفضاء ثلاثي الأبعاد. يمكن أن يكون عدد النقاط أيا ، ولكن عادة ما يتم استخدام عدد كبير بما فيه الكفاية من النقاط للحصول على منحنى أو سطح أملس.

:

س = لين سبيس (-10 ، 10 ، 100);

ص = لين سبيس (-10 ، 10 ، 100);

[س ، ص] = مشغريد (س ، ص);

:

ض = الخطيئة(الجذر التربيعي (س^2 + ص^2)) ./ الجذر التربيعي (س.^2 + ذ.^2);

:

مؤامرة 3 (س (:) ، ص (:) ، ض (:));

.

.

يوفر وسيلة مريحة لإنشاء الرسوم البيانية ثلاثية الأبعاد في ماتلاب. يسمح لك بعرض البيانات في مساحة ثلاثية الأبعاد وتخصيص مظهر الرسم البياني باستخدام معلمات مختلفة.

باستخدام وظيفة مشغريد لإنشاء الرسوم البيانية ثلاثية الأبعاد

يتم استخدامه لإنشاء شبكة من النقاط في الفضاء ثنائي الأبعاد. فإنه يأخذ اثنين من صفائف أحادية البعد كوسائط الإدخال وإرجاع اثنين من صفائف ثنائية الأبعاد تمثل شبكة من النقاط.

عندما نريد بناء رسم بياني ثلاثي الأبعاد في ماتلاب ، لدينا عادة اثنين من المصفوفات-واحد للمحور س واحد للمحور ص ، ثم مجموعة أخرى تمثل قيمة وظيفة لكل مجموعة من النقاط (س ، ص).

لإنشاء شبكة من النقاط:

س = -5:0.5: 5;

ص = -5:0.5: 5;

[س ، ص] = مشغريد (س ، ص);

بنفس الأبعاد.

:

ض = الخطيئة (الجذر التربيعي (س^2 + ص^2));

تصفح (س ، ص ، ض);

في الفضاء ثلاثي الأبعاد.

يلعب دورا مهما في إنشاء رسوم بيانية ثلاثية الأبعاد في ماتلاب ، مما يسمح لنا بإنشاء شبكة من النقاط للمحورين س و ص ، ثم حساب قيم الدالة لكل زوج من النقاط.

أمثلة على الرسوم البيانية ثلاثية الأبعاد في ماتلاب

الرسوم البيانية ثلاثية الأبعاد في ماتلاب تسمح لك لتصور البيانات في ثلاثة أبعاد ، والتي يمكن أن تكون مفيدة لتحليل وتصور البيانات المعقدة. ماتلاب لديها العديد من الأدوات والوظائف لبناء الرسوم البيانية ثلاثية الأبعاد. نقترح النظر في بعض الأمثلة.

1. الرسم البياني السطحي

. على سبيل المثال:

س = 1:0.1:10;

ص = 1:0.1:10;

[س ، ص] = مشغريد (س ، ص);

ض = الخطيئة (س) + كوس (ص);

تصفح (س ، ص ، ض);

يبني رسما بيانيا ثلاثي الأبعاد للسطح بناء على القيم التي تم الحصول عليها.

2. كفاف الرسم البياني

. على سبيل المثال:

س = -2:0.1: 2;

ص = -2:0.1:2;

[س ، ص] = مشغريد (س ، ص);

ض = س.^2 + ص.^2;

كفاف (س ، ص ، ض);

يرسم ملامح هذه الوظيفة.

3. الرسم البياني في شكل نقاط

. على سبيل المثال:

س = راند (1 ، 100);

ص = راند (1 ، 100);

ض = راند (1 ، 100);

التشتت 3 (س ، ص ، ض);

التبعثر3 . 4 وظيفة

. رسم بياني على شكل خطوط

. على سبيل المثال:

س = 1:0.1:10;

ص = 1:0.1:10;

[س ، ص] = مشغريد (س ، ص);

ض = الخطيئة (س) + كوس (ص);

مؤامرة 3 (س (:) ، ص (:) ، ض (:));

يرسم رسما بيانيا على شكل خطوط لهذه القيم.

هذه ليست سوى أمثلة قليلة من الرسوم البيانية ثلاثية الأبعاد التي يمكن بناؤها في ماتلاب. بفضل قدرات واسعة من ماتلاب ، يمكنك إنشاء وتخصيص الرسومات ثلاثية الأبعاد باستخدام وظائف وأدوات مختلفة.

تخصيص مظهر الرسوم البيانية ثلاثية الأبعاد

عند إنشاء الرسوم البيانية ثلاثية الأبعاد في ماتلاب ، من المهم جدا أن تأخذ في الاعتبار مظهرها. في هذا القسم ، سننظر في الطرق الرئيسية لتخصيص مظهر الرسوم البيانية ثلاثية الأبعاد باستخدام معلمات ووظائف مختلفة.

إعداد محاور الإحداثيات

. على سبيل المثال ، يمكنك تعيين نطاقات القيمة لكل محور باستخدام التعليمات البرمجية التالية:

محور ([زمين ، زماكس ، يمين ، يماكس ، زمين ، زماكس])

- هذه هي القيم الدنيا والقصوى للمحاور المعنية.

تخصيص لون وأسلوب السطح

. على سبيل المثال ، يمكنك تعيين لون السطح باستخدام التعليمات البرمجية التالية:

تصفح (س ، ص ، ض ، 'فيسيكولور' ، 'الأحمر')

- هذه هي المعلمة المسؤولة عن لون السطح. يمكنك تحديد أي لون تريده عن طريق تحديد اسمه أو قيم رغب.

إضافة أسطورة

. على سبيل المثال ، يمكنك إضافة وسيلة إيضاح كما يلي:

وسيلة الإيضاح ('مجموعة البيانات الأولى' ، 'مجموعة البيانات الثانية')

هنا ، كل صف هو وصف لمجموعة البيانات.

إضافة تسميات العنوان والمحور

. على سبيل المثال ، ستضيف التعليمة البرمجية التالية تسميات العنوان والمحور:

العنوان ('الرسم البياني ثلاثي الأبعاد')

زلابيل ('المحور السيني')

يلابيل ('المحور ص')

زلابيل ('ض محور')

يمكنك تحديد أي عنوان وتسميات مطلوبة للمحاور.

ضبط مقياس المحور

. على سبيل المثال ، لتعيين نفس المقياس لجميع المحاور ، يمكنك استخدام الكود التالي:

داسبكت ([1 ، 1 ، 1])

هذا يعني أن المقياس يجب أن يكون هو نفسه على المحاور الثلاثة.

هذه ليست سوى بعض من العديد من الطرق لتخصيص مظهر الرسوم البيانية ثلاثية الأبعاد في ماتلاب. استخدم هذه الخيارات والوظائف ، بالإضافة إلى تجربة الآخرين لإنشاء رسومات ترضيك.

الاستنتاجات والتوصيات

في هذه المقالة ، درسنا كيفية بناء رسم بياني ثلاثي الأبعاد في ماتلاب باستخدام دالة بلوت3. لقد استعرضنا السمات الرئيسية لبناء الرسوم البيانية ثلاثية الأبعاد وقدمنا أمثلة توضح طرقا مختلفة لتصور البيانات.

الاستنتاجات الرئيسية من هذه المقالة:

• تتيح لك وظيفة الحبكة 3 إنشاء رسم بياني ثلاثي الأبعاد من ثلاث مصفوفات بيانات: إحداثيات س و ص و ض.
• باستخدام دالة التشتت 3 ، يمكنك إنشاء رسم بياني ثلاثي الأبعاد باستخدام النقاط بدلا من الخطوط.
• لإنشاء أسطح ناعمة ، يتم استخدام وظيفة الشبكة ، مما يؤدي إلى إنشاء شبكة من النقاط على المستوى.

توصيات عند العمل مع الرسوم البيانية ثلاثية الأبعاد في ماتلاب:

• استخدم أنواعا مختلفة من الرسوم البيانية لتمثيل البيانات بشكل أفضل في الفضاء ثلاثي الأبعاد.
• قم بقياس محاور المخطط بشكل صحيح لتجنب التشويه وتحسين الإدراك.
• جرب ألوانا وعلامات وخطوط مختلفة لجعل الرسم البياني أكثر وضوحا.
• أضف تسميات المحور وأسماء الرسم البياني وطريقة إيضاح لتحسين فهمك للرسم البياني.

يمكن تكييف جميع الأمثلة الواردة في هذه المقالة بسهولة مع مهمتك المحددة. تصميم الرسوم البيانية ثلاثية الأبعاد الخاصة بك لتصور وتحليل البيانات في ماتلاب باستخدام وظيفة بلوت 3!

سؤال وجواب

كيفية بناء رسم بياني ثلاثي الأبعاد في ماتلاب?

لبناء رسم بياني ثلاثي الأبعاد في ماتلاب ، تحتاج إلى استخدام وظيفة بلوت3. تأخذ هذه الوظيفة ثلاثة متجهات كمدخل: س ، ص و ض ، والتي تحدد إحداثيات النقاط في الفضاء. على سبيل المثال ، لرسم الدالة ض= س^2 + ص^2 ، يمكنك أولا إنشاء شبكة من النقاط باستخدام دالة شبكة ، ثم حساب قيم الدالة لكل نقطة. يمكن عرض النتيجة باستخدام وظيفة بلوت3.

كيف يمكنني تغيير لون الرسم البياني ثلاثي الأبعاد في ماتلاب?

لتغيير لون الرسم البياني ثلاثي الأبعاد في ماتلاب ، يمكنك استخدام المعلمة 'اللون' في وظيفة بلوت3. على سبيل المثال ، لتعيين اللون الأحمر للرسم البياني ، يمكنك تحديد المعلمة 'اللون' ، 'ص'. يمكنك أيضا استخدام طرق أخرى لتغيير اللون ، على سبيل المثال ، تعيين قيمة اللون رغب باستخدام المعلمة 'اللون' ، [ص ، ز ، ب].

كيف يمكنني إضافة أسطورة إلى رسم بياني ثلاثي الأبعاد في ماتلاب?

لإضافة وسيلة إيضاح إلى رسم بياني ثلاثي الأبعاد في ماتلاب ، يمكنك استخدام وظيفة وسيلة الإيضاح. للقيام بذلك ، يجب عليك أولا تعيين السمة 'ديسبلاينام' عند التآمر باستخدام وظيفة بلوت3. ثم يمكنك استدعاء وظيفة وسيلة الإيضاح بدون وسيطات لإضافة وسيلة إيضاح إلى الرسم البياني.

كيف يمكنني إضافة تسميات إلى محاور على الرسم البياني ثلاثي الأبعاد في ماتلاب?

لإضافة تسميات إلى محاور على رسم بياني ثلاثي الأبعاد في ماتلاب ، يمكنك استخدام وظائف زلابيل ، يلابيل وزلابيل. على سبيل المثال ، لإضافة تسمية "س" إلى المحور س ، يمكنك استدعاء وظيفة زلابيل('س'). وبالمثل ، يمكنك إضافة تسميات إلى محاور ذ و ض باستخدام وظائف يلابيل و زلابيل.

كيف يمكنني تغيير مقياس المحاور على الرسم البياني ثلاثي الأبعاد في ماتلاب?

لتغيير مقياس المحاور على رسم بياني ثلاثي الأبعاد في ماتلاب ، يمكنك استخدام وظيفة المحور. تأخذ هذه الوظيفة كمدخل المتجه [زمين ، زماكس ، يمين ، يماكس ، زمين ، زماكس] ، حيث شمين و زماكس تعيين الحد الأدنى والحد الأقصى للقيم على المحور س ، يمين و يماكس على المحور ص ، زمين و زماكس على المحور ض. على سبيل المثال ، لتعيين مقياس المحاور من 0 إلى 10 على المحور س ، يمكنك استدعاء وظيفة المحور([0 ، 10 ، يمين ، يماكس ، زمين ، زماكس]).