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    用Mathematica旋转3D图形——ViewPoint用法

    来源:网络收集  点击:  时间:2024-02-13
    【导读】:
    以前,写过一篇文章《用Mathematica让3D图形动起来》,介绍了Rotate的用法,并在末尾简单地说了一下ViewPoint的用法。 这里,详细介绍这个函数是怎么使得3D图形动起来的。工具/原料more电脑Mathematica方法/步骤1/7分步阅读

    ViewPoint,直译为观察点,Graphics3D表示你观察3D图形的坐标位于{a,b,c}。

    举个例子:

    ContourPlot3D

    此时的观察点位于{0, 0, 1}处。

    2/7

    如果把不同位置观察到的3D图形放到一起,就会呈现3D图形的旋转效果。举例如下:

    Animate, Sin, 0}, Axes - False,{t,o, 2 Pi}]

    而观察点所经过的路径是:

    ParametricPlot3D,Sin, 0}, {t, 0, 2 Pi}]。

    奇怪的是,3D图形旋转的时候很不稳定,忽远忽近。

    3/7

    这里引进一个选项——SphericalRegion,直译为球形区域,作用是把被观察的图形限制在一个球形区域内部,可以解决上面那个3D图形“突突乱跳”的现象。注意,SphericalRegion - True是紧跟在ViewPoint选项后面的!

    Animate, Sin, o},SphericalRegion - True,

    Axes - False], {t, 0, 2 Pi}]

    然后发现,整个图形变大了,以至于我们不能够完整地看到全图,这是因为我们距离图形太近了。

    4/7

    “不识庐山真面目,只缘身在此山中”!

    所以,我们可以把观察点的位置拉远一点,这样就可以观察3D图形的整体了:

    Animate, Sin, 0}, SphericalRegion - True,

    Axes - False,], {t, 0, 2 Pi}]

    我们把观察点的距离拉远了3倍,效果如下图。

    5/7

    感觉这种旋转之下,我们不能看到图形的各个角度的不同情形。我们希望3D图形全方位旋转,上下、左右、前后都有。

    这就要从观察点的路径着眼了,观察路径要足够的复杂。我们用如下的观察路径:

    ParametricPlot3d Sin, Cos2, Sin}, {t, 0, 2 Pi}]

    6/7

    用这个路径来试试:

    Animate Sin, Cos^2, Sin},

    SphericalRegion - True,Axes - False], {t, 0, 2 Pi}]

    再把距离拉远5倍:

    AnimateSin, Cos^2, Sin},

    SphericalRegion - True, Axes - False], {t, 0, 2 Pi}]

    7/7

    最后,来一个精彩示例,绘制旋转的3D彩色图形,并且把边框、网格线都去掉,适当的拉近观察距离:

    Animate Sin, Cos^2, Sin},

    SphericalRegion - True, Axes - False, Boxed - False,

    Mesh - None, ColorFunction - Function]],

    {t, 0, 2 Pi}]

    结果如图。

    注意事项

    ViewPoint的用法,官方讲的太笼统,有很多细节问题都没有解答。

    我也是在兴趣小组里提问,才得到的答案,感谢“Mathematica交流超级群”诸友的悉心指导,尤其感谢“无影东瓜”。

    SphericalRegion的内容见官网,虽然不详细,但如果你参考它的字面意思“球形区域”,就容易多了!

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