在 matlab 中绘制一堆 3d 线的最有效方法

Question

我需要在 matlab 中绘制 3d 线列表。最快的方法是什么？ 我目前正在做类似的事情

%edges is a MX2 matrix, holding the list of edges
%points are the vertices' coordinates
hold on; %so all the lines will be saved
for i=1:size(edges,1)
    a=edges(i,1); %get first point's index
    b=edges(i,2); %get second point's index
    p=[points(:,a) points(:,b)]; %construct a 3X2 matrix out of the 2 points
    plot3(p(1,:),p(2,:),p(3,:)); %plot a line
end

，但这不仅在实际循环期间很慢，而且在最后，当我尝试使用拖动和旋转来旋转它时，结果图非常慢且无响应。旋转工具。

我知道使用 opengl 等的相同情节会运行得更快......

Answer 1

您可以使用 LINE 低级函数，使用 NaN 绘制为单独的线段：

%# sample graph vertices and edges (similar to your data)
[adj,XYZ] = bucky;
[r c] = find(adj);
edges = [r c];      %# M-by-2 matrix holding the vertex indices
points = XYZ';      %# 3-by-N matrix of points X/Y/Z coordinates

%# build a list of separated lines
e = edges';
e(end+1,:) = 1;
e = e(:);
p = points(:,e);
p(:,3:3:end) = NaN;

figure
h = line(p(1,:), p(2,:), p(3,:));
view(3)

这非常有效，因为它创建了单个线对象。现在您可以自定义线条，但整个线条只能使用一种颜色：

set(h, 'Color',[.4 .4 1], 'Marker','.', 'MarkerSize',10, ...
    'MarkerFaceColor','g', 'MarkerEdgeColor','g')

---

根据评论，如果您希望图形中的每条边都具有指定的颜色，请考虑以下代码。它涉及使用 SURFACE 函数：

p = p';                      %'# transpose the above p for convenience
clr = (1:size(p,1))';        %'# for each edge, color index in current colormap
figure
surface(p(:,[1 1]), p(:,[2 2]), p(:,[3 3]), [clr clr], ...
    'EdgeColor','flat', 'FaceColor','none')
colormap( hsv(numel(clr)) )  %# specify your colormap here
view(3)

Answer 2

我认为你可以做这样的事情（注意 - 大脑编译的代码...）

figure;
patch('faces', edges, 'vertices', points, 'edgecolor', 'b');
axis equal;

其中edges应该是一个Nx2索引和点矩阵应该是一个 Mx3 坐标矩阵（points 数组的转置）。

根据我的经验，直接调用 patch 比重复调用 plot 要快得多。

举个例子，使用我的（确实很旧！）MATLAB 7.1 生成 1000 个随机生成的线段的时间如下：

1. 调用 patch：0.03 秒。
2. 调用plot：0.5秒。

编辑：使边缘颜色表现得如您所愿（为每个边缘指定单一颜色）的一种方法是引入重复的顶点，如下所示：

这解决了只能指定边缘颜色的问题间接通过顶点颜色数据。如果我们只依赖顶点颜色，那么共享一个公共顶点的所有边可能最终都会分配给该顶点的颜色 - 请查看'flat 'edgecolour描述此处。

%% a "star" shape, so that we can really see what's going on 
%% with the edge colours!!
pp = [0,0,0; 1,-1,0; 1,1,0; -1,1,0; -1,-1,0];
ee = [1,2; 1,3; 1,4; 1,5];

%% important - only 1 colour known per edge, not per vertex!!
cc = (1:size(ee,1))'; 

%% setup a new set of vertices/edges/colours with duplicate vertices
%% so that each edge gets it's correct colour
nnum = 0;
pnew = zeros(2 * size(ee, 1), 3); %% new vertices
enew = zeros(1 * size(ee, 1), 2); %% new edge indices
cnew = zeros(2 * size(ee, 1), 1); %% new edge colours - via vertices
for j = 1 : size(ee, 1)
    n1 = ee(j, 1); %% old edge indices
    n2 = ee(j, 2);
    enew(j, 1) = nnum + 1; %% new edge indicies into pnew
    enew(j, 2) = nnum + 2;
    pnew(nnum + 1, :) = pp(n1, :); %% create duplicate vertices
    pnew(nnum + 2, :) = pp(n2, :);
    cnew(nnum + 1) = cc(j); %% map single edge colour onto both vertices
    cnew(nnum + 2) = cc(j);
    nnum = nnum + 2;
end

%% Draw the set efficiently via patch
tic
figure;
hold on;
patch('faces', enew, 'vertices', pnew, 'facevertexcdata', cnew, ...
    'edgecolor', 'flat', 'facecolor', 'none');
plot(pnew(:,1), pnew(:,2), 'b.');
axis equal;
toc

如果 MATLAB 允许您直接指定边缘颜色数据，那就更好了 - 但它似乎不支持这一点......

希望这会有所帮助。