R persp 透视图

说明

此函数在 x-y 平面上绘制曲面的透视图。 persp 是一个通用函数。

用法

persp(x, ...)

## Default S3 method:
persp(x = seq(0, 1, length.out = nrow(z)),
      y = seq(0, 1, length.out = ncol(z)),
      z, xlim = range(x), ylim = range(y),
      zlim = range(z, na.rm = TRUE),
      xlab = NULL, ylab = NULL, zlab = NULL,
      main = NULL, sub = NULL,
      theta = 0, phi = 15, r = sqrt(3), d = 1,
      scale = TRUE, expand = 1,
      col = "white", border = NULL, ltheta = -135, lphi = 0,
      shade = NA, box = TRUE, axes = TRUE, nticks = 5,
      ticktype = "simple", ...)

参数

x , y	测量 z 中的值的网格线位置。这些必须按升序排列。默认情况下，使用 0 到 1 之间的等距值。如果 x 是 list ，则其组件 x$x 和 x$y 分别用于 x 和 y 。
z	包含要绘制的值的矩阵(允许 NA )。请注意，为方便起见，可以使用x 代替z。
xlim , ylim , zlim	x、y 和z-limits。应选择这些以覆盖表面值的范围：请参阅“详细信息”。
xlab , ylab , zlab	轴的标题。注意：这些必须是字符串；不接受表达式。数字将被强制转换为字符串。
main , sub	主标题和副标题，如 title 。
theta , phi	定义观察方向的角度。 theta 给出方位角方向，phi 给出余纬度。
r	视点距绘图框中心的距离。
d	可用于改变透视变换强度的值。 d 的值大于 1 将减弱透视效果，而值小于 1 则会夸大透视效果。
scale	在查看之前，定义表面的点的 x、y 和 z 坐标将转换为区间 [0,1]。如果scale 是TRUE，则x、y 和z 坐标分别进行变换。如果scale 是FALSE，则缩放坐标以保留纵横比。这对于渲染 DEM 信息等内容非常有用。
expand	应用于z 坐标的扩展因子。通常与0 < expand < 1一起使用，以在z方向缩小绘图框。
col	表面刻面的颜色。透明颜色将被忽略。这将被回收到 (nx-1)(ny-1) 方面。
border	围绕表面刻面绘制的线条的颜色。默认值 NULL 对应于 par("fg") 。 NA 值将禁用边框的绘制：当表面有阴影时，这有时很有用。
ltheta , lphi	如果为 ltheta 和 lphi 指定有限值，则表面会被着色，就像从方位角 ltheta 和余纬度 lphi 指定的方向照亮一样。
shade	表面小平面处的阴影计算为 ((1+d)/2)^shade ，其中 d 是垂直于小平面的单位向量与光源方向上的单位向量的点积。 shade 的值接近 1 会产生类似于点光源模型的阴影，而接近 0 的值不会产生阴影。 0.5 到 0.75 范围内的值提供了日光照明的近似值。
box	是否应该显示表面的边界框。默认为 TRUE 。
axes	应在框中添加刻度线和标签。默认为 TRUE 。如果box 是FALSE，则不会绘制刻度线或标签。
ticktype	字符："simple"仅绘制一个与轴平行的箭头来指示增加的方向； "detailed" 根据 2D 图绘制正常刻度。
nticks	在轴上绘制的刻度线的(近似)数量。如果 ticktype 是 "simple" 则无效。
...	额外的graphical parameters(参见par)。

细节

通过首先使用提供的或根据数据范围计算的限制将 (x,y,z) 坐标转换为区间 [0,1] 来生成绘图。然后通过从 theta 和 phi 定义的方向查看原点来查看表面。如果theta 和phi 均为零，则观察方向直接沿负 y 轴向下。更改 theta 将改变方位角并更改 phi 余纬度。

绘图完成后会调用一个名为"persp"(请参阅setHook)的钩子，该钩子在测试代码中用于注释绘图页面。调用钩子函数时不带参数。

请注意，persp 将 z 矩阵解释为 f(x[i], y[j]) 值表，因此 x 轴对应于行号，y 轴对应于列号，第 1 列位于底部，因此采用标准旋转角度，矩阵的左上角显示在左侧，最靠近用户。

ticktype = "detailed" 的轴标签和注释的大小和字体分别由图形参数"cex.lab" /"font.lab" 和"cex.axis" /"font.axis" 控制。

边界框是用背向观察者的面的边(因此位于框的背面)绘制的，并用实线和虚线绘制，其他边位于表面的顶部。此操作(以及轴的绘制)假设选择了轴限制，以便表面位于框内，如果情况并非如此，该函数将发出警告。

值

persp() 返回观看变换矩阵，例如 VT ，一个 4 \times 4 矩阵，适合使用齐次 4D 坐标 (x,y,z,t) 将 3D 坐标 (x,y,z) 投影到 2D 平面。它可用于通过 lines() 或 points() 使用函数 trans3d() 在 3D 绘图上叠加其他图形元素。

例子

require(grDevices) # for trans3d
## More examples in  demo(persp) !!
##                   -----------

# (1) The Obligatory Mathematical surface.
#     Rotated sinc function.

x <- seq(-10, 10, length.out = 30)
y <- x
f <- function(x, y) { r <- sqrt(x^2+y^2); 10 * sin(r)/r }
z <- outer(x, y, f)
op <- par(bg = "white")
persp(x, y, z, theta = 30, phi = 30, expand = 0.5, col = "lightblue")
persp(x, y, z, theta = 30, phi = 30, expand = 0.5, col = "lightblue",
      ltheta = 120, shade = 0.75, ticktype = "detailed",
      xlab = "X", ylab = "Y", zlab = "Sinc( r )", cex.axis = 0.8
) -> res
round(res, 3)

# (2) Add to existing persp plot - using trans3d() :

xE <- c(-10,10); xy <- expand.grid(xE, xE)
points(trans3d(xy[,1], xy[,2], z = 6,          pmat = res), col = 2, pch = 16)
lines (trans3d(x,      y = 10, z = 6 + sin(x), pmat = res), col = 3)

phi <- seq(0, 2*pi, length.out = 201)
r1 <- 7.725 # radius of 2nd maximum
xr <- r1 * cos(phi)
yr <- r1 * sin(phi)
lines(trans3d(xr,yr, f(xr,yr), res), col = "pink", lwd = 2)
## (no hidden lines)

# (3) Visualizing a simple DEM model

z <- 2 * volcano        # Exaggerate the relief
x <- 10 * (1:nrow(z))   # 10 meter spacing (S to N)
y <- 10 * (1:ncol(z))   # 10 meter spacing (E to W)
## Don't draw the grid lines :  border = NA
par(bg = "slategray")
persp(x, y, z, theta = 135, phi = 30, col = "green3", scale = FALSE,
      ltheta = -120, shade = 0.75, border = NA, box = FALSE)

# (4) Surface colours corresponding to z-values

par(bg = "white")
x <- seq(-1.95, 1.95, length.out = 30)
y <- seq(-1.95, 1.95, length.out = 35)
z <- outer(x, y, function(a, b) a*b^2)
nrz <- nrow(z)
ncz <- ncol(z)
# Create a function interpolating colors in the range of specified colors
jet.colors <- colorRampPalette( c("blue", "green") )
# Generate the desired number of colors from this palette
nbcol <- 100
color <- jet.colors(nbcol)
# Compute the z-value at the facet centres
zfacet <- z[-1, -1] + z[-1, -ncz] + z[-nrz, -1] + z[-nrz, -ncz]
# Recode facet z-values into color indices
facetcol <- cut(zfacet, nbcol)
persp(x, y, z, col = color[facetcol], phi = 30, theta = -30)

par(op)

参考

Becker, R. A., Chambers, J. M. and Wilks, A. R. (1988) The New S Language. Wadsworth & Brooks/Cole.

也可以看看

contour 和image ； trans3d 。

可旋转的 3D 图可以通过包 rgl 生成：生成静态透视图的其他方法可以在包 lattice 和 scatterplot3d 中找到。