MATLAB——patch绘制多边形

素颜马尾好姑娘i 2024-04-19 12:44 75阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  patch原理
 *   *  patch函数
     *  实例
     *   *  定义顶点
         *  连接顺序
         *  顶点对应点坐标
         *  最终代码
         *  效果

# patch原理 #

## patch函数 ##

1.      patch(X,Y,C)
    
      使用 X 和 Y 的元素作为每个顶点的坐标，以创建一个或多个填充多边形。patch 以您指定顶点的顺序连接这些顶点。要创建一个多边形，请将 X 和 Y 指定为向量。要创建多个多边形，请将 X 和 Y 指定为矩阵，其中每一列对应于一个多边形。C 决定多边形的颜色。
2.      patch(X,Y,Z,C)
    
      使用 X、Y 和 Z 在三维坐标中创建多边形。要在三维视图中查看这些多边形，请使用 view(3) 命令。C 确定多边形的颜色。
3.      patch('XData',X,'YData',Y)
    
      类似于 patch(X,Y,C)，不同之处在于您不需要为二维坐标指定颜色数据。
4.      patch('XData',X,'YData',Y,'ZData',Z)
    
      类似于 patch(X,Y,Z,C)，不同的是不需要为三维坐标指定颜色数据。
5.      patch('Faces',F,'Vertices',V)
    
      创建一个或多个多边形，其中 V 指定顶点的值，F 定义要连接的顶点。当有多个多边形时，仅指定唯一顶点及其连接矩阵可以减小数据大小。为 V 中的每个行指定一个顶点。要创建一个多边形，请将 F 指定为向量。要创建多个多边形，请将 F 指定为矩阵，其中一行对应于一个多边形。不要求每个面都具有相同的顶点数。要指定不同数量的顶点，请以 NaN 值填充 F。
6.      patch(S)
    
      使用结构体 S 创建一个或多个多边形。结构体字段对应于补片属性名称，字段值对应于属性值。例如，S 可以包含字段 Faces 和 Vertices。
7.      patch(___,Name,Value)
    
      创建多边形，并使用名称-值对组参数指定一个或多个补片属性。补片是包含所有已创建多边形的数据的对象。您可以使用上述语法中的任意输入参数组合指定补片属性。例如，‘LineWidth’,2 将所有多边形的轮廓宽度设置为 2 磅。
8.      patch(ax,___)
    
      将在由 ax 指定的坐标区中，而不是当前坐标区 (gca) 中创建补片。选项 ax 可以位于前面的语法中的任何输入参数组合之前。
9.      p = patch(___)
    
      返回包含所有多边形的数据的补片对象。使用 p 可在创建补片对象后查询并修改其属性。有关属性和说明的列表，请参阅 Patch 属性。

## 实例 ##

在此使用 ***patch(‘Faces’,F,‘Vertices’,V)*** 函数绘制长方体。

### 定义顶点 ###

长方体的顶点定义如下图所示，红色编号为顶点的编号。  
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### 连接顺序 ###

定义连接顺序如下，对应上图看

faces = [1 2 3 4
            5 6 7 8
            4 3 6 5
            3 2 7 6
            2 1 8 7
            1 4 5 8];

连接顺序为：

1.  上面1->2->3->4顶点
2.  下面->5->6->7->8顶点
3.  后面->4->3->6->5顶点
4.  右面->3->2->7->6顶点
5.  前面->2->1->8->7顶点
6.  左面->1->4->5->8顶点

### 顶点对应点坐标 ###

各顶点坐标如下，其中x表示按照图中顶点ID排序的情况下，各顶点的x坐标，同理可得y，z坐标向量，其中SL为尺度，即长宽高。

x = 0.5*SL(1)*[-1 1 1 -1 -1 1 1 -1]';
    y = 0.5*SL(2)*[1 1 1 1 -1 -1 -1 -1]';
    z = 0.5*SL(3)*[-1 -1 1 1 1 1 -1 -1]';
    verts = zeros(3,8);
    for i = 1:8
        verts(1:3,i) = [x(i);y(i);z(i)];
    end

### 最终代码 ###

SL = [1;1;1];
    x = 0.5*SL(1)*[-1 1 1 -1 -1 1 1 -1]';
    y = 0.5*SL(2)*[1 1 1 1 -1 -1 -1 -1]';
    z = 0.5*SL(3)*[-1 -1 1 1 1 1 -1 -1]';
    
    verts = zeros(3,8);
    for i = 1:8
        verts(1:3,i) = [x(i);y(i);z(i)];
    end
    
    faces = [1 2 3 4
            5 6 7 8
            4 3 6 5
            3 2 7 6
            2 1 8 7
            1 4 5 8];
    patch('Faces',faces,'Vertices',verts','FaceAlpha',0.1)    
    view(3)

### 效果 ###

呈现的效果如下：

长方体的顶点定义如下图所示，红色编号为顶点的编号。  
![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzE2Nzc1Mjkz_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

如果想要旋转和移动，请移步博客：[MATLAB——patch绘制长方体(cuboid)+长方体平移+长方体旋转][MATLAB_patch_cuboid]

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[MATLAB_patch_cuboid]: https://blog.csdn.net/qq_16775293/article/details/100893199