箭头颜色对应于幅度

Question

我希望MATLAB的quiver3图中每个箭头的颜色与每个箭头的大小相对应。有没有办法做到这一点？

我在网上看到了一些能够为2D quiver执行此操作的示例，但是它们都不适用于3D变体quiver3。

我有以下情节，并希望用与其大小相对应的颜色替换蓝色箭头。

Answer 1

在旧的图形系统（R2014a及更早版本）中，使用内置的quiver对象是不可能的。您可以轻松获取用于构成quiver图

的所有绘图对象

q = quiver(1:5, 1:5, 1:5, 1:5);
handles = findall(q, 'type', 'line');

但尾部全部由一个绘图对象表示，箭头由另一个绘制。因此，您无法单独改变每个头/尾的颜色。

set(handles(1), 'Color', 'r')
set(handles(2), 'Color', 'g')

但是，通过引入HG2（R2014b及更高版本），您实际上可以访问两个（未记录的）LineStrip个对象（matlab.graphics.primitive.world.LineStrip）（一个代表头和一个代表尾巴）。可以通过隐藏属性Tail和Head访问这些内容。

q = quiver(1, 1, 1, 1);
headLineStrip = q.Head;
tailLineStrip = q.Tail;

然后，您可以更改这些对象的颜色属性，使每个箭头成为不同的颜色。

基本理念

为此，我首先计算所有箭箭的大小（这适用于quiver和quiver3）

mags = sqrt(sum(cat(2, q.UData(:), q.VData(:), ...
            reshape(q.WData, numel(q.UData), [])).^2, 2));

然后我使用当前的colormap将每个幅度映射到RGB值。最短箭头在色图上分配最低颜色，最长箭头在色图上分配最高颜色。 histcounts非常适合为每个幅度指定一个索引，该索引可以与色彩映射本身一起传递给ind2rgb。我们必须乘以255，因为我们需要将RGB颜色作为8位整数。

% Get the current colormap
currentColormap = colormap(gca);

% Now determine the color to make each arrow using a colormap
[~, ~, ind] = histcounts(mags, size(currentColormap, 1));

% Now map this to a colormap
cmap = uint8(ind2rgb(ind(:), currentColormap) * 255);

LineStrip ColorData属性（指定为truecolor时）也需要有一个Alpha通道（我们将其设置为255，表示不透明）。

cmap(:,:,4) = 255;

此时我们可以将ColorBinding属性设置为interpolated而不是object（将其与quiver对象分离）并设置{{1} ColorData和q.Head的属性与我们上面创建的颜色相同，每个箭头都有自己的颜色。

完整解决方案

注意：此解决方案适用于 q.Tail和quiver，并且根本不需要对代码进行调整。

quiver3

并应用于2D %// Create a quiver3 as we normally would (could also be 2D quiver) x = 1:10; y = 1:10; [X,Y] = meshgrid(x, y); Z = zeros(size(X)); U = zeros(size(X)); V = zeros(size(X)); W = sqrt(X.^2 + Y.^2); q = quiver3(X, Y, Z, U, V, W); %// Compute the magnitude of the vectors mags = sqrt(sum(cat(2, q.UData(:), q.VData(:), ... reshape(q.WData, numel(q.UData), [])).^2, 2)); %// Get the current colormap currentColormap = colormap(gca); %// Now determine the color to make each arrow using a colormap [~, ~, ind] = histcounts(mags, size(currentColormap, 1)); %// Now map this to a colormap to get RGB cmap = uint8(ind2rgb(ind(:), currentColormap) * 255); cmap(:,:,4) = 255; cmap = permute(repmat(cmap, [1 3 1]), [2 1 3]); %// We repeat each color 3 times (using 1:3 below) because each arrow has 3 vertices set(q.Head, ... 'ColorBinding', 'interpolated', ... 'ColorData', reshape(cmap(1:3,:,:), [], 4).'); %' %// We repeat each color 2 times (using 1:2 below) because each tail has 2 vertices set(q.Tail, ... 'ColorBinding', 'interpolated', ... 'ColorData', reshape(cmap(1:2,:,:), [], 4).'); 对象

如果您不一定要将箭头缩放到色彩映射的整个范围，可以使用以下对quiver的调用（而不是上面的行）来使用颜色限制来映射大小。轴。

histcounts

Answer 2

如果您使用的是r2014b后版本，则可以使用未记录的功能来更改每行和头部的颜色：

figure
[x,y] = meshgrid(-2:.5:2,-1:.5:1);
z = x .* exp(-x.^2 - y.^2);
[u,v,w] = surfnorm(x,y,z);
h=quiver3(x,y,z,u,v,w); 

s = size(x);
nPoints = s(1)*s(2);
% create a colour map
cmap = parula(nPoints);
% x2 because each point has 2 points, a start and an end.
cd = uint8(repmat([255 0 0 255]', 1, nPoints*2));
count = 0;
% we need to assign a colour per point
for ii=1:nPoints
  % and we need to assign a colour to the start and end of the 
  %   line.
  for jj=1:2
    count = count + 1;
    cd(1:3,count) = uint8(255*cmap(ii,:)');
  end
end
% set the colour binding method and the colour data of the tail
set(h.Tail, 'ColorBinding','interpolated', 'ColorData',cd)

% create a color matrix for the heads
cd = uint8(repmat([255 0 0 255]', 1, nPoints*3));
count = 0;
% we need to assign a colour per point
for ii=1:nPoints
  % and we need to assign a colour to the all the points 
  %   at the head of the arrow
  for jj=1:3
    count = count + 1;
    cd(1:3,count) = uint8(255*cmap(ii,:)');
  end
end
% set the colour binding method and the colour data of the head
set(h.Head, 'ColorBinding','interpolated', 'ColorData',cd)

注意：我没有做任何关于幅度的聪明事情，只是根据原始矩阵中的顺序改变每个箭袋的颜色 - 但是你应该能够了解如何使用这个“特征”< / p>

Answer 3

请注意，如果您使用 Suevers 解决方案并且数据中有 NaN，则应在调用 histcounts 之前包含此行：

mags(isnan(mags)) = [];

否则，您将收到有关输入大小错误的错误消息，因为 matlab 不会为您的 U/V/W 数据中的 NaN 创建顶点。