来自数据框的RGL曲面图

Question

我使用scatter3d()和Rcmdr创建了一个不错的情节。该图包含两个漂亮的表面光滑。现在我想添加到这个图表的另一个表面，真相（即由生成我的观察的函数定义的表面减去噪声分量）。

到目前为止，这是我的代码：

library(car) 
set.seed(1)

n <- 200 # number of observations (x,y,z) to be generated
sd <- 0.3 # standard deviation for error term
x <- runif(n) # generate x component
y <- runif(n) # generate y component

r <- sqrt(x^2+y^2) # used to compute z values

z_t <- sin(x^2+3*y^2)/(0.1+r^2) + (x^2+5*y^2)*exp(1-r^2)/2 # calculate values of true regression function

z <-  z_t + rnorm(n, sd = sd) # overlay normally distrbuted 'noise' 
dm <- data.frame(x=x, y=y, z=z) # data frame containing (x,y,z) observations
dm_t <- data.frame(x=x,y=y, z=z_t) # data frame containing (x,y) observations and the corresponding value of the *true* regression function

# Create 3D scatterplot of:
# - Observations (this includes 'noise')
# - Surface given by Additive Model fit 
# - Surface given by bivariate smoother fit

scatter3d(dm$x, dm$y, dm$z, fit=c("smooth","additive"), bg="white", 
          axis.scales=TRUE, grid=TRUE, ellipsoid=FALSE, xlab="x", ylab="z", zlab="y")

另一个线程中给出的解决方案是定义一个函数：

my_surface <- function(f, n=10, ...) { 
  ranges <- rgl:::.getRanges()
  x <- seq(ranges$xlim[1], ranges$xlim[2], length=n)
  y <- seq(ranges$ylim[1], ranges$ylim[2], length=n)
  z <- outer(x,y,f)
  surface3d(x, y, z, ...)
}

f <- function(x, y)
  sin(x^2+3*y^2)/(0.1+r^2) + (x^2+5*y^2)*exp(1-r^2)/2

my_surface(f, alpha=0.2)

然而这会产生错误，说（由于这是我的系统语言，我从德语翻译，我道歉）：

Error in outer(x, y, f) : 
  Dimension [Product 100] does not match the length of the object [200]

然后我尝试了另一种方法：

x <- seq(0,1,length=20)
y <- x
z <- outer(x,y,f)
surface3d(x,y,z)

这确实为我的情节添加了一个表面，但它看起来并不正确（即观察结果甚至不接近它）。这就是所谓的真实表面看起来像（这显然是错误的）： 谢谢！

我认为问题实际上可能是缩放。在这里，我创建了几个坐在z = x + y平面上的点。然后我开始尝试使用上面的方法绘制该平面：

library(car)

n <- 50
x <- runif(n)
y <- runif(n)
z <- x+y

scatter3d(x,y,z, surface = FALSE)

f <- function(x,y) 
  x + y 

x_grid <- seq(0,1, length=20)
y_grid <- x_grid 
z_grid <- outer(x_grid, y_grid, f)
surface3d(x_grid, y_grid, z_grid)

这给了我以下情节：

也许你们中的一个可以帮我解决这个问题？

Answer 1

scatter3d中的car函数在绘制数据之前会重新调整数据，这使得它与基本上所有rgl绘图函数（包括surface3d）不兼容。

您可以使用所有rgl函数获得类似于您想要的图表，例如： plot3d(x, y, z)代替scatter3d，但当然会有rgl - 样式轴而不是car - 样式轴。