Question

想象我有一个3列矩阵
x，y，z 其中z是x和y的函数。

我知道如何绘制这些点的“散点图” plot3d(x,y,z)

但如果我想要一个表面，我必须使用其他命令，如surface3d 问题是它不接受与plot3d相同的输入它似乎需要一个带

的矩阵

(nº elements of z) = (n of elements of x) * (n of elements of x)

我怎样才能得到这个矩阵？我尝试使用命令interp，就像我需要使用等高线图一样。

如何在不计算此矩阵的情况下直接从x，y，z绘制曲面？如果我的分数太多，那么这个矩阵就太大了。

欢呼声

Answer 1

如果x和y坐标不在网格上，则需要将x，y，z曲面插值到一个网格上。您可以使用任何地理统计软件包（geoR，gstat，其他）或更简单的技术（如反距离权重）进行克里金法。

我猜你提到的'interp'功能来自akima包。请注意，输出矩阵与输入点的大小无关。如果需要，您可以在输入中有10000个点并将其插入到10x10网格中。默认情况下，akima :: interp将它放到40x40网格上：

> require(akima) ; require(rgl)
> x=runif(1000)
> y=runif(1000)
> z=rnorm(1000)
> s=interp(x,y,z)
> dim(s$z)
[1] 40 40
> surface3d(s$x,s$y,s$z)

因为它的随机数据，它看起来很尖刻和垃圾。希望你的数据不是！

Answer 2

您可以使用函数outer()来生成它。

查看函数persp()的演示，这是一个绘制曲面透视图的基本图形函数。

这是他们的第一个例子：

x <- seq(-10, 10, length.out = 50)  
y <- x  
rotsinc <- function(x,y) {
    sinc <- function(x) { y <- sin(x)/x ; y[is.na(y)] <- 1; y }  
    10 * sinc( sqrt(x^2+y^2) )  
}

z <- outer(x, y, rotsinc)  
persp(x, y, z)

同样适用于surface3d()：

require(rgl)  
surface3d(x, y, z)

Answer 3

你可以看看使用莱迪思。在这个例子中，我已经定义了一个网格，我想在其上绘制z~x，y。它看起来像这样。请注意，大多数代码只是构建我使用线框函数绘制的3D形状。

变量“b”和“s”可以是x或y。

require(lattice)

# begin generating my 3D shape
b <- seq(from=0, to=20,by=0.5)
s <- seq(from=0, to=20,by=0.5)
payoff <- expand.grid(b=b,s=s)
payoff$payoff <- payoff$b - payoff$s
payoff$payoff[payoff$payoff < -1] <- -1
# end generating my 3D shape


wireframe(payoff ~ s * b, payoff, shade = TRUE, aspect = c(1, 1),
    light.source = c(10,10,10), main = "Study 1",
    scales = list(z.ticks=5,arrows=FALSE, col="black", font=10, tck=0.5),
    screen = list(z = 40, x = -75, y = 0))

Answer 4

rgl很棒，但需要进行一些实验才能使轴正确。

如果你有很多分数，为什么不从它们中取一个随机样本，然后绘制得到的表面。您可以根据相同数据的样本添加多个曲面，以查看采样过程是否会严重影响您的数据。

所以，这是一个非常可怕的功能，但它做了我认为你想做的事情（但没有采样）。给定矩阵（x，y，z），其中z是高度，它将绘制点和表面。限制是每个（x，y）对只能有一个z。因此，绕过自身的飞机会引起问题。

plot_points = T将绘制表面所在的各个点 - 这有助于检查表面和点实际上是否相遇。 plot_contour = T将在三维可视化下方绘制一个二维等高线图。将颜色设置为rainbow以提供漂亮的颜色，其他任何内容都将其设置为灰色，但随后您可以更改该功能以提供自定义调色板。无论如何，这对我来说是个窍门，但我确信它可以整理和优化。 verbose = T打印出大量输出，用于调试函数以及何时中断。

plot_rgl_model_a <- function(fdata, plot_contour = T, plot_points = T, 
                             verbose = F, colour = "rainbow", smoother = F){
  ## takes a model in long form, in the format
  ## 1st column x
  ## 2nd is y,
  ## 3rd is z (height)
  ## and draws an rgl model

  ## includes a contour plot below and plots the points in blue
  ## if these are set to TRUE

  # note that x has to be ascending, followed by y
  if (verbose) print(head(fdata))

  fdata <- fdata[order(fdata[, 1], fdata[, 2]), ]
  if (verbose) print(head(fdata))
  ##
  require(reshape2)
  require(rgl)
  orig_names <- colnames(fdata)
  colnames(fdata) <- c("x", "y", "z")
  fdata <- as.data.frame(fdata)

  ## work out the min and max of x,y,z
  xlimits <- c(min(fdata$x, na.rm = T), max(fdata$x, na.rm = T))
  ylimits <- c(min(fdata$y, na.rm = T), max(fdata$y, na.rm = T))
  zlimits <- c(min(fdata$z, na.rm = T), max(fdata$z, na.rm = T))
  l <- list (x = xlimits, y = ylimits, z = zlimits)
  xyz <- do.call(expand.grid, l)
  if (verbose) print(xyz)
  x_boundaries <- xyz$x
  if (verbose) print(class(xyz$x))
  y_boundaries <- xyz$y
  if (verbose) print(class(xyz$y))
  z_boundaries <- xyz$z
  if (verbose) print(class(xyz$z))
  if (verbose) print(paste(x_boundaries, y_boundaries, z_boundaries, sep = ";"))

  # now turn fdata into a wide format for use with the rgl.surface
  fdata[, 2] <- as.character(fdata[, 2])
  fdata[, 3] <- as.character(fdata[, 3])
  #if (verbose) print(class(fdata[, 2]))
  wide_form <- dcast(fdata, y ~ x, value_var = "z")
  if (verbose) print(head(wide_form))
  wide_form_values <- as.matrix(wide_form[, 2:ncol(wide_form)])  
  if (verbose) print(wide_form_values)
  x_values <- as.numeric(colnames(wide_form[2:ncol(wide_form)]))
  y_values <- as.numeric(wide_form[, 1])
  if (verbose) print(x_values)
  if (verbose) print(y_values)
  wide_form_values <- wide_form_values[order(y_values), order(x_values)]
  wide_form_values <- as.numeric(wide_form_values)
  x_values <- x_values[order(x_values)]
  y_values <- y_values[order(y_values)]
  if (verbose) print(x_values)
  if (verbose) print(y_values)

  if (verbose) print(dim(wide_form_values))
  if (verbose) print(length(x_values))
  if (verbose) print(length(y_values))

  zlim <- range(wide_form_values)
  if (verbose) print(zlim)
  zlen <- zlim[2] - zlim[1] + 1
  if (verbose) print(zlen)

  if (colour == "rainbow"){
    colourut <- rainbow(zlen, alpha = 0)
    if (verbose) print(colourut)
    col <- colourut[ wide_form_values - zlim[1] + 1]
    # if (verbose) print(col)
  } else {
    col <- "grey"
    if (verbose) print(table(col2))
  }


  open3d()
  plot3d(x_boundaries, y_boundaries, z_boundaries, 
         box = T, col = "black",  xlab = orig_names[1], 
         ylab = orig_names[2], zlab = orig_names[3])

  rgl.surface(z = x_values,  ## these are all different because
              x = y_values,  ## of the confusing way that 
              y = wide_form_values,  ## rgl.surface works! - y is the height!
              coords = c(2,3,1),
              color = col,
              alpha = 1.0,
              lit = F,
              smooth = smoother)

  if (plot_points){
    # plot points in red just to be on the safe side!
    points3d(fdata, col = "blue")
  }

  if (plot_contour){
    # plot the plane underneath
    flat_matrix <- wide_form_values
    if (verbose) print(flat_matrix)
    y_intercept <- (zlim[2] - zlim[1]) * (-2/3) # put the flat matrix 1/2 the distance below the lower height 
    flat_matrix[which(flat_matrix != y_intercept)] <- y_intercept
    if (verbose) print(flat_matrix)

    rgl.surface(z = x_values,  ## these are all different because
                x = y_values,  ## of the confusing way that 
                y = flat_matrix,  ## rgl.surface works! - y is the height!
                coords = c(2,3,1),
                color = col,
                alpha = 1.0,
                smooth = smoother)
  }
}

add_rgl_model在没有选项的情况下执行相同的工作，但将表面覆盖到现有的3dplot上。

add_rgl_model <- function(fdata){

  ## takes a model in long form, in the format
  ## 1st column x
  ## 2nd is y,
  ## 3rd is z (height)
  ## and draws an rgl model

  ##
  # note that x has to be ascending, followed by y
  print(head(fdata))

  fdata <- fdata[order(fdata[, 1], fdata[, 2]), ]

  print(head(fdata))
  ##
  require(reshape2)
  require(rgl)
  orig_names <- colnames(fdata)

  #print(head(fdata))
  colnames(fdata) <- c("x", "y", "z")
  fdata <- as.data.frame(fdata)

  ## work out the min and max of x,y,z
  xlimits <- c(min(fdata$x, na.rm = T), max(fdata$x, na.rm = T))
  ylimits <- c(min(fdata$y, na.rm = T), max(fdata$y, na.rm = T))
  zlimits <- c(min(fdata$z, na.rm = T), max(fdata$z, na.rm = T))
  l <- list (x = xlimits, y = ylimits, z = zlimits)
  xyz <- do.call(expand.grid, l)
  #print(xyz)
  x_boundaries <- xyz$x
  #print(class(xyz$x))
  y_boundaries <- xyz$y
  #print(class(xyz$y))
  z_boundaries <- xyz$z
  #print(class(xyz$z))

  # now turn fdata into a wide format for use with the rgl.surface
  fdata[, 2] <- as.character(fdata[, 2])
  fdata[, 3] <- as.character(fdata[, 3])
  #print(class(fdata[, 2]))
  wide_form <- dcast(fdata, y ~ x, value_var = "z")
  print(head(wide_form))
  wide_form_values <- as.matrix(wide_form[, 2:ncol(wide_form)])  
  x_values <- as.numeric(colnames(wide_form[2:ncol(wide_form)]))
  y_values <- as.numeric(wide_form[, 1])
  print(x_values)
  print(y_values)
  wide_form_values <- wide_form_values[order(y_values), order(x_values)]
  x_values <- x_values[order(x_values)]
  y_values <- y_values[order(y_values)]
  print(x_values)
  print(y_values)

  print(dim(wide_form_values))
  print(length(x_values))
  print(length(y_values))

  rgl.surface(z = x_values,  ## these are all different because
              x = y_values,  ## of the confusing way that 
              y = wide_form_values,  ## rgl.surface works!
              coords = c(2,3,1),
              alpha = .8)
  # plot points in red just to be on the safe side!
  points3d(fdata, col = "red")
}

所以我的方法是尝试用你的所有数据来做（我很容易绘制从~15k点生成的表面）。如果这不起作用，请使用几个较小的样本并使用这些函数一次性绘制它们。

Answer 5

现在可能已经晚了但是跟随Spacedman，你是否尝试过复制=＆＃34; strip＆＃34;或任何其他选择？

x=runif(1000)
y=runif(1000)
z=rnorm(1000)
s=interp(x,y,z,duplicate="strip")
surface3d(s$x,s$y,s$z,color="blue")
points3d(s)

R：从x，y，z绘制3D表面

5 个答案: