quiver3

三维箭头图或矢量图

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quiver3(X,Y,Z,U,V,W)

quiver3(Z,U,V,W)

quiver3(___,scale)

quiver3(___,LineSpec)

quiver3(___,LineSpec,'filled')

quiver3(___,Name,Value)

quiver3(ax,___)

q = quiver3(___)

说明

quiver3(X,Y,Z,U,V,W) 在由 X、Y 和 Z 指定的笛卡尔坐标处，绘制具有定向分量 U、V 和 W 的箭头。例如，第一个箭头源于点 X(1)、Y(1) 和 Z(1)，根据 U(1) 在 x 轴方向延伸，根据 V(1) 在 y 轴方向延伸，并根据 W(1) 在 z 轴方向延伸。默认情况下，quiver3 函数缩放箭头长度，使其不重叠。

示例

quiver3(Z,U,V,W) 在沿曲面 Z 的等距点上绘制箭头，箭头的定向分量由 U、V 和 W 指定。

如果 Z 是向量，则箭头的 x 坐标范围是从 1 到 Z 中的元素数，并且 y 坐标均为 1。
如果 Z 是矩阵，则箭头的 x 坐标范围是从 1 到 Z 中的列数，而 y 坐标范围是从 1 到 Z 中的行数。

quiver3(___,scale) 调整箭头的长度：

当 scale 为正数时，quiver3 函数会自动调整箭头的长度，使其不重叠，然后将箭头长度拉伸 scale 倍。例如，scale 为 2 会使箭头长度加倍，scale 为 0.5 会使箭头长度减半。
当 scale 为 'off' 或 0 时，如 quiver3(X,Y,Z,U,V,W,'off')，则禁用自动缩放。

示例

quiver3(___,LineSpec) 设置线型、标记和颜色。标记出现在由 X、Y 和 Z 指定的点上。如果使用 LineSpec 指定标记，则 quiver3 不显示箭尖。要指定标记并显示箭尖，请改为设置 Marker 属性。

示例

quiver3(___,LineSpec,'filled') 填充由 LineSpec 指定的标记。

quiver3(___,Name,Value) 使用一个或多个名称-值对组参量指定箭头图属性。有关属性列表，请参阅 Quiver 属性。在所有其他输入参量之后指定名称-值对组参量。名称-值对组参量应用于箭头图中的所有箭头。

quiver3(ax,___) 在 ax 指定的坐标区中而不是当前坐标区 (gca) 中创建箭头图。参量 ax 可以置于上述语法中的任何输入参量组合之前。

示例

q = quiver3(___) 返回 Quiver 对象。此对象对于在创建箭头图后控制其属性非常有用。

示例

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创建三维箭头图

打开实时脚本

加载表示北美上空气流的采样数据。对于此示例，选择该数据的子集。

load wind
X = x(5:10,20:25,6:10);
Y = y(5:10,20:25,6:10);
Z = z(5:10,20:25,6:10);
U = u(5:10,20:25,6:10);
V = v(5:10,20:25,6:10);
W = w(5:10,20:25,6:10);

创建所选子集的三维箭头图。向量 X、Y 和 Z 表示每个箭头的起始点位置，U、V 和 W 表示每个箭头的定向分量。默认情况下，quiver3 函数会缩短箭头，使其不重叠。调用 axis equal 以沿每个轴使用相等的数据单位长度。这会使箭头指向正确的方向。

quiver3(X,Y,Z,U,V,W)
axis equal

Figure contains an axes object. The axes object contains an object of type quiver.

禁用自动缩放

打开实时脚本

默认情况下，quiver3 函数会缩短箭头长度，使其不重叠。要禁用自动缩放，使箭头长度完全由 U、V 和 W 确定，请将 scale 参量设置为 0。

例如，首先返回具有 10×10 个面的单位球体的 x、y 和 z 坐标。使用 surfnorm 函数计算其曲面图法线的定向分量。然后，创建一个没有自动缩放的三维箭头图。

[X,Y,Z] = sphere(10);
[U,V,W] = surfnorm(X,Y,Z);
quiver3(X,Y,Z,U,V,W,0)
axis equal

Figure contains an axes object. The axes object contains an object of type quiver.

为了进行比较，再创建一个具有自动缩放的图。请注意，箭头较短且不重叠。

figure
quiver3(X,Y,Z,U,V,W)
axis equal

Figure contains an axes object. The axes object contains an object of type quiver.

绘制垂直于曲面的向量

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绘制垂直于由函数 $z = x e^{- x^{2} - y^{2}}$ 定义的曲面的向量。使用 quiver3 函数绘制向量，使用 surf 函数绘制曲面。

首先，创建一个由等间距的 x 和 y 值组成的网格。使用它们来计算 z。然后，求法向量。

[X,Y] = meshgrid(-2:0.25:2,-1:0.2:1);
Z = X.*exp(-X.^2 - Y.^2);
[U,V,W] = surfnorm(X,Y,Z);

将向量显示为一个三维箭头图。然后，在相同的坐标区中显示曲面。通过调用 axis equal，调整显示，使向量显示为垂直于曲面。

quiver3(X,Y,Z,U,V,W)
hold on
surf(X,Y,Z)
axis equal

Figure contains an axes object. The axes object contains 2 objects of type quiver, surface.

指定箭头颜色

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创建一个三维箭头图，并指定箭头的颜色。

例如，首先返回曲面的 x、y 和 z 坐标。使用 surfnorm 函数计算其曲面图法线的定向分量。

[X,Y] = meshgrid(-pi/2:pi/8:pi/2,-pi/2:pi/8:pi/2);
Z = sin(X) + cos(Y);
[U,V,W] = surfnorm(Z);

然后，创建一个箭头为红色的三维箭头图。

quiver3(X,Y,Z,U,V,W,'r')
axis equal

Figure contains an axes object. The axes object contains an object of type quiver.

为三维箭头图指定坐标区

打开实时脚本

从 R2019b 开始，您可以使用 tiledlayout 和 nexttile 函数显示分块图。调用 tiledlayout 函数以创建 1×2 分块图布局。调用 nexttile 函数创建一个坐标区对象，并将该对象返回为 ax1。通过将 ax1 传递给 quiver3 函数来创建左图。通过将坐标区传递给 title 函数为绘图添加标题。重复上述过程以创建右图。

[X,Y] = meshgrid(-2:0.25:0,-2:0.25:0);
Z1 = -0.5*(X.^2 + Y.^2);
[U1,V1,W1] = surfnorm(Z1);
Z2 = -X.*Y;
[U2,V2,W2] = surfnorm(Z2);

tiledlayout(1,2)

% Left plot
ax1 = nexttile;
quiver3(ax1,X,Y,Z1,U1,V1,W1)
axis equal
title(ax1,'Left Plot')

% Right plot
ax2 = nexttile;
quiver3(ax2,X,Y,Z2,U2,V2,W2)
axis equal
title(ax2,'Right Plot')

Figure contains 2 axes objects. Axes object 1 with title Left Plot contains an object of type quiver. Axes object 2 with title Right Plot contains an object of type quiver.

创建后修改三维箭头图

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创建一个三维箭头图，并返回箭头图对象。然后，删除箭尖并在每个箭尖的起始点添加点标记。

[X,Y] = meshgrid(-3:0.5:3,-3:0.5:3);
Z = 0.2*(Y.^2 - X.^2);
[U,V,W] = surfnorm(Z);

q = quiver3(X,Y,Z,U,V,W);
axis equal
q.ShowArrowHead = 'off';
q.Marker = '.';

Figure contains an axes object. The axes object contains an object of type quiver.

输入参数

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`X` — 箭头起始点的 x 坐标
标量 | 向量 | 矩阵

箭头起始点的 x 坐标，指定为标量、向量或矩阵。

如果 X 和 Y 是向量，而 Z、U、V 和 W 是矩阵，则 quiver3 将 X 和 Y 扩展为矩阵。在这种情况下，size(Z)、size(U)、size(V) 和 size(W) 必须等于 [length(Y) length(X)]。有关将向量扩展为矩阵的详细信息，请参阅 meshgrid。