三维图中的颜色渲染

Jinlong Zhang

jinlongzhang01@gmail.com

在R中绘制三维图常用persp， 但是persp函数并未提供颜色渲染的相应参数。这里提供了一种方法，在persp中， 按照取值不同， 添加相应的颜色。

### 给出x，y以及f取值序列， 要绘制的是f的函数面

x <-seq(-10, 10, length=30)

y <- x

f <-function(x, y){ r <-sqrt(x^2+y^2); 10*sin(r)/r }

z <-outer(x, y, f)

z[is.na(z)]<-1

op <-par(bg ="white", mar=c(1,1,1,1))

### 生成颜色序列

col.table1 <- topo.colors(400)

col.table2 <- heat.colors(400)

col.table3 <- terrain.colors(400)

col.table4 <- cm.colors(400)

### 计算行列

ncz <-ncol(z)

nrz <-nrow(z)

### zfacet是用来做cut的， 如果想获得与矩阵相同的grid数目， 需要在行列的开始和结束，都减去1

### 这里的zfacet是 breaks

zfacet <- z[-1, -1]+z[-1, -ncz]+z[-nrz, -1]+ z[-nrz, -ncz]

### 进行cut， 生成400种颜色, 生成每个方格，所属的颜色等级

col.ind <- as.numeric(cut(zfacet, 400))

###col.table1[col.ind] 本句是将col.table1颜色序列， 按照zfacet的值进行排列， 以保证对应的方格， 出现对应等级的颜色。 因为z矩阵的保存方式实际上是一个vector。 col.ind能够才能够和grid的颜色匹配。

par(mfrow =c(2,2), mar ＝ c(1, 1, 1, 1))

### 四种颜色的三维图

persp(x, y, z, theta =30, phi =30, expand =0.5, col= col.table1[col.ind], main ="topo.colors")

persp(x, y, z, theta =30, phi =30, expand =0.5, col= col.table2[col.ind], main ="heat.colors")

persp(x, y, z, theta =30, phi =30, expand =0.5, col= col.table3[col.ind], main ="terrain.colors")

persp(x, y, z, theta =30, phi =30, expand =0.5, col= col.table4[col.ind], main ="cm.colors")

注： lattice程序包的wireframe函数提供了颜色的渲染方法。

wireframe(volcano, drape =TRUE, aspect =c(61/87, 0.4))

wireframe(volcano, shade =TRUE, aspect =c(61/87, 0.4))

wireframe(z, shade =TRUE, aspect =c(61/87, 0.4))

wireframe(z, drape =TRUE, aspect =c(61/87, 0.4))