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adder8810

银虫 (小有名气)

[交流] 【求助】matlab生成旋转体? 已有5人参与

请教一个问题,谢谢:

已知一个二维数据,y=f(x), 想使得这个数据绕y轴旋转而成为一个旋转对称的三维数据,该如何处理!

我用了cylinder,但它好像只能是绕x轴旋转,并不是所希望的形状?
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xiegangmai

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Originally posted by adder8810 at 2011-04-11 15:15:04:
因为我这个相当于由一个二维函数经过旋转变成一个三维旋转对称的形状。那么在变换前,这个二维函数绕什么轴旋转就是关键,轴不同,旋转的曲面就完全不同。
按楼主的方法,只是将已经生成的旋转曲面,调整成不同轴 ...

不好意思,误解了!

要画出你所想要的图形,只需对原始二维曲线进行一下变换就可以了的,即沿 y = x 直线对称一下,这应该可以吧。

也可以根据图形变换方法,自己写个函数来画图。
简单试了试,mycylinder.m文件:
CODE:
function [ sx, sy, sz ] = mycylinder( x, y, ax )
% 将x, y转成列向量
x = x(:);
y = y(:);
z = zeros( size( x ) );
dtheta = pi / 100;
sx = zeros( length( x ), 201 );
sy = zeros( length( x ), 201 );
sz = zeros( length( x ), 201 );
switch ax
    case 'x'
        for i = 1 : 200
            theta = i * dtheta;
            M = [ 1, 0, 0; 0, cos( theta ), sin( theta ); 0, -sin( theta ), cos( theta ) ];
            S = [ x, y, z ] * M;
            sx( :, i ) = S( :, 1 );
            sy( :, i ) = S( :, 2 );
            sz( :, i ) = S( :, 3 );
            
        end
        sx( :, end ) = sx( :, 1 );
        sy( :, end ) = sy( :, 1 );
        sz( :, end ) = sz( :, 1 );
    case 'y'
        for i = 1 : 200
            theta = i * dtheta;
            M = [ cos( theta ), 0, -sin( theta ); 0, 1, 0; sin( theta ), 0, cos( theta ) ];
            S = [ x, y, z ] * M;
            sx( :, i ) = S( :, 1 );
            sy( :, i ) = S( :, 2 );
            sz( :, i ) = S( :, 3 );
            
        end
        sx( :, end ) = sx( :, 1 );
        sy( :, end ) = sy( :, 1 );
        sz( :, end ) = sz( :, 1 );
end

测试例1:
CODE:
clear
clc
x = 0 : pi / 100 : 2 * pi;   % x范围
y = 2 + cos( x );   % y = f( x );
subplot( 1, 3, 1 )
plot( x, y );
xlabel( 'x' )
ylabel( 'y' )

[ sx1, sy1, sz1 ] = mycylinder( x, y, 'x' );
subplot( 1, 3, 2)
surf( sx1, sy1, sz1 );
xlabel( 'x' )
ylabel( 'y' )
zlabel( 'z' )

[ sx2, sy2, sz2 ] = mycylinder( x, y, 'y' );
subplot( 1, 3, 3 )
surf( sx2, sy2, sz2 );
xlabel( 'x' )
ylabel( 'y' )
zlabel( 'z' )

结果:

测试例2:
CODE:
clear
clc
x = 0 : pi / 100 : 2 * pi;   % x范围
y = 2 + x .^ 2;   % y = f( x );
subplot( 1, 3, 1 )
plot( x, y );
xlabel( 'x' )
ylabel( 'y' )

[ sx1, sy1, sz1 ] = mycylinder( x, y, 'x' );
subplot( 1, 3, 2)
surf( sx1, sy1, sz1 );
xlabel( 'x' )
ylabel( 'y' )
zlabel( 'z' )

[ sx2, sy2, sz2 ] = mycylinder( x, y, 'y' );
subplot( 1, 3, 3 )
surf( sx2, sy2, sz2 );
xlabel( 'x' )
ylabel( 'y' )
zlabel( 'z' )

结果:


你看看是不是需要的结果。mycylinder函数还需完善。

按第一种方式,将曲线沿y = x对称一下,用cylinder做更方便。

[ Last edited by xiegangmai on 2011-4-11 at 20:57 ]

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明德厚学、求是创新
7楼2011-04-11 20:56:25
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xiegangmai

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zzuwangshilei(金币+1): 积极参与 2011-04-11 14:07:15
引用回帖:
Originally posted by adder8810 at 2011-04-11 01:04:46:
请教一个问题,谢谢:

已知一个二维数据,y=f(x), 想使得这个数据绕y轴旋转而成为一个旋转对称的三维数据,该如何处理!

我用了cylinder,但它好像只能是绕x轴旋转,并不是所希望的形状?

默认是绕z轴旋转的。

如果需要绕其他轴或任意直线旋转,需要进行变换,用计算机图形学中的图形平移和旋转相关知识,说白了就是乘以一个转换矩阵。

[ Last edited by xiegangmai on 2011-4-11 at 12:48 ]
明德厚学、求是创新
2楼2011-04-11 07:36:08
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adder8810

银虫 (小有名气)

引用回帖:
Originally posted by xiegangmai at 2011-04-11 07:36:08:
默认是绕y轴旋转的。

如果需要绕其他轴或任意直线旋转,需要进行变换,用计算机图形学中的图形平移和旋转相关知识,说白了就是乘以一个转换矩阵。

Matlab中是否有现成的函数可以调用?
另外,我的问题其实不是很复杂,能绕x轴或者y轴旋转就行,只是想改变系统默认的轴到与之垂直的轴上?
3楼2011-04-11 10:18:50
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xianggui7895

银虫 (小有名气)

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xiegangmai(金币+1): 鼓励讨论交流! 2011-04-11 13:18:25
matlab好像没有提供更好的解决办法,你有函数f(x),先设定Y值,反函数求x,然后cylinder(x)??
4楼2011-04-11 11:04:23
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