基于二维切片图序列的三维立体建模MATLAB仿真

1.算法概述

isosurface 等值面函数

 

调用格式： fv = isosurface(X,Y,Z,V,isovalue)

 

       作用：返回某个等值面(由 isovalue 指定)的表面( faces )和顶点( vertices )数据，存放在结构体 fv 中( fv 由 vertices 、 faces 两个域构成)。如果是画隐函数 v = f(x,y,z) = 0 的三维图形，那么等值面的数值为 isovalue = 0 。

 

isosurface的语法

 

fv = isosurface(X,Y,Z,V,isovalue)

 

fv = isosurface(V,isovalue)

 

fvc = isosurface(...,colors)

 

slice等值面函数

 

slice(X,Y,Z,V,xslice,yslice,zslice) 为三维体数据 V 绘制切片。指定 X、Y 和 Z 作为坐标数据。使用以下形式之一指定 xslice、yslice 和 zslice 作为切片位置：

 

要绘制一个或多个与特定轴正交的切片平面，请将切片参数指定为标量或向量。

要沿曲面绘制单个切片，请将所有切片参数指定为定义曲面的矩阵。

slice(V,xslice,yslice,zslice) 使用 V 的默认坐标数据。V 中每个元素的 (x,y,z) 位置分别基于列、行和页面索引。

 

slice(_,method) 指定插值方法，其中 method 可以是 ‘linear’（默认值）、’cubic’ 或 ‘nearest’。可将此选项与上述语法中的任何输入参数一起使用。

 

slice(ax,_) 在指定坐标区而不是当前坐标区 (gca) 中绘图。

 

s = slice(_) 返回创建的 Surface 对象。slice 为每个切片返回一个 Surface 对象。

 

2.仿真效果预览

 基于二维切片图序列的三维立体建模MATLAB仿真

 

 

 

 

 

 

 

3.核心MATLAB程序

`...............................

h=figure(1);

set(h,'name','取单切片')

subplot(221)

slice(x,y,z,v,[],[1],[]);   % 切片函数 y=1

shading interp              % 平滑处理

set(gca,'zdir','reverse');  % ‘’都是属性调整

axis equal                  %   将横轴纵轴的定标系数设成相同值 ,即单位长度相同

grid on

subplot(222)

slice(x,y,z,v,[],[2],[]);   % 切片函数 y=2

shading interp              % 平滑处理

colormap('jet')             % 颜色属性

set(gca,'zdir','reverse');  % ‘’都是属性调整

axis equal

grid on

subplot(223)

slice(x,y,z,v,[],[3],[]);

shading interp

set(gca,'zdir','reverse');

axis equal

grid on

subplot(224)

slice(x,y,z,v,[],[4],[]);

shading interp

set(gca,'zdir','reverse');

axis equal

grid on

 

% 2.全空间立体切片

h2=figure(2);

set(h2,'name','全空间切片','MenuBar','none','ToolBar','none')

slice(x,y,z,v,[1:2:27],[2 3 4],[2 3 4 5])  % x方向1-27，以2位单元，y方向 分成3分，z方向分成4分

shading interp                             % 图像平滑

colorbar                                   % 颜色条

colormap('jet')                            % 颜色属性

set(gca,'zdir','reverse');                 % 属性调整

axis equal

grid on

box on       % 显示坐标区轮廓   显示围绕当前坐标区的框轮廓

 

% 3.立体包络图

h3=figure(3);

subplot(221);

set(h3,'name','定值包络立体图','MenuBar','none','ToolBar','none')

set(gcf,'InvertHardcopy','off')

fw=150;                     % fw是作主要可变参数，控制最外层包络面的值                                                                                                  %%此值为最外层包络面取值

fv=isosurface(x,y,z,v,fw);  % 从三维体数据中提取等值面数据

% isovalue 中指定的等值面值处的体数据 V 计算等值面数据。等值面连接具有指定值的点，与等高线连接仰角相同的点的方式大致相同

p=patch(fv);                % 创建一个或多个填充多边形

set(p,'facecolor','b','edgecolor','none');

patch(isocaps(x,y,z,v, fw), 'FaceColor', 'interp', 'EdgeColor', 'none');% isocaps 计算等值面端帽几何图

% colorbar

% colormap('jet')

box on

daspect([1,1,1]) % 坐标轴尺寸变化为1:1:1

view(3)          % 观看角度 三维视角

set(gca,'zdir','reverse','color',[0.2,0.2,0.2]);

camlight         % 在照相机坐标系中创建或移动光源对象

camproj perspective  % 设置或查询投影类型

lighting phong       % 指定光照算法

axis equal

grid on

% title(['最外层表面的值为： ' , num2str(fw)]);

 

% 三维投影

hold on

subplot(222);

set(h3,'name','定值包络立体图','MenuBar','none','ToolBar','none')

set(gcf,'InvertHardcopy','off')

fw=150;                     % fw是作主要可变参数，控制最外层包络面的值                                                                                                  %%此值为最外层包络面取值

fv=isosurface(x,y,z,v,fw);  % 从三维体数据中提取等值面数据

%isovalue 中指定的等值面值处的体数据 V 计算等值面数据。等值面连接具有指定值的点，与等高线连接仰角相同的点的方式大致相同

 

....................................

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