在matlab中绘制一堆3d线的最有效方法

Question

我需要在 matlab 中绘制一个 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工具旋转它时，结果图非常慢且无响应。

我知道使用 opengl 等相同的情节会运行得更快...

Answer 1

您可以使用LINE 低级函数，使用NaN 将其绘制为单独的段：

%# 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，因为它创建了一个单行对象。现在你可以自定义线条了，但是整个东西只能使用一种颜色：

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

---

根据 cmets，如果您希望图表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Nx2 索引矩阵，points 应该是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 快得多。

给出一些想法，使用我的（诚然旧的！）MATLAB 7.1 生成 1000 个随机生成的线段的时间如下：

1. 呼叫patch：0.03 秒。
2. 呼叫plot：0.5 秒。

编辑：让边缘颜色按您的意愿表现的一种方法（为每条边缘指定一种颜色）是引入重复的顶点，如下所示：

这解决了边缘颜色只能通过顶点颜色数据间接指定的问题。如果我们仅依赖于顶点颜色，那么共享一个公共顶点的所有边可能最终都使用分配给该顶点的颜色 - 查看 'flat 'edgecolour 描述 here。

%% 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会更好 - 但它似乎不支持...

希望这会有所帮助。