MATLAB quiver3()函数的用法（附带实例）

MATLAB 中绘制三维图形箭头图的函数是 quiver3()，其与二维图形箭头图的绘制函数 quiver() 的调用格式及说明十分相似，只是多一个坐标参数。

下面介绍 quiver3() 函数的调用格式及说明，如下表所示。

表 1 quiver3() 函数调用格式及说明

调用格式	说明
quiver3(x,y,z,u,v,w)	在确定的点处绘制向量，其方向由分量 (u,v,w) 确定。矩阵 x、y、z、u、v 和 w 必须具有相同大小并包含对应的位置和向量分量
quiver3(z,u,v,w)	在沿曲面 z 的等间距点处绘制向量，其方向由分量 (u,v,w) 确定
Quiver3(...,scale)	自动对向量的长度进行处理，使之不会重叠，可以对 scale 进行取值。若 scale=2，则向量长度伸长 2 倍；若 scale=0，则如实画出向量图
Quiver3(...,LineSpec)	用 LineSpec 指定的线型、符号、颜色等画向量图
Quiver3(...,LineSpec,'filled')	对用 LineSpec 指定的记号进行填充
Quiver3(...,'PropertyName',PropertyValue,...)	为该函数创建的箭头图对象指定属性名称和属性值对组
quiver3(ax,...)	将图形绘制到 ax 指定的坐标区中，而不是当前坐标区（gca）中
h = quiver3(...)	返回每个向量图的句柄

【实例 1】绘制下述公式的火柴杆图、法线方向向量和箭头图：


MATLAB 程序如下：

>> close all                                                % 关闭当前已打开的文件
>> clear                                                    % 清除工作区的变量
>> [X,Y]=meshgrid(-2:0.5:2);                                % 通过向量定义网格数据X、Y
>> Z=-X.*exp(-X.^2-Y.^2);                                   % 通过网格数据X、Y定义函数表达式 Z
>> [U,V,W]= surfnorm(X,Y,Z);                                % 定义三维曲面法向量
>> subplot(1,3,1),stem3(X,Y,Z),title('三维火柴杆图')        % 绘制三维火柴杆图
>> subplot(1,3,2),surfnorm (X,Y,Z),title('三维法向量图')    % 绘制三维法向量图
>> subplot(1,3,3),quiver3(X,Y,Z,U,V,W),title('三维箭头图')  % 绘制三维箭头图

运行结果如下图所示：


【实例 2】绘制 Z=−XcosY 上的三维箭头图。在 MATLAB 命令行窗口中输入如下命令：

>> close all               % 关闭当前已打开的文件
>> clear                   % 清除工作区的变量
>> x = -3:0.5:3;           % 创建-3～3的向量x，元素间隔为0.5
>> y = x;                  % 将向量x赋值给向量y
>> [X,Y] = meshgrid(x,y);  % 通过向量x、y定义网格数据X、Y
>> Z = -X.*cos(Y);         % 通过网格数据X、Y定义函数表达式 Z
>> surf(X,Y,Z)             % 根据网格数据创建三维曲面
>> hold on                 % 打开图形保持函数
>> [U,V,W] = surfnorm(Z);  % 绘制矩阵 Z 的曲面，输出三维曲面法向量U,V,W
>> quiver3(Z,U,V,W)        % 绘制三维箭头图
>> title('三维箭头图')     % 添加标题
>> hold off                % 关闭图形保持函数

运行结果如下图所示：