在數(shù)據(jù)可視化中，三維散點(diǎn)圖是一種非常直觀的方式來(lái)展示數(shù)據(jù)的分布。MATLAB 提供了強(qiáng)大的 scatter3 函數(shù)，可以用來(lái)繪制三維散點(diǎn)圖，而通過(guò)調(diào)整點(diǎn)的顏色和大小，可以進(jìn)一步增強(qiáng)圖形的表現(xiàn)力。

在本篇博客中，我們將逐步講解如何使用 MATLAB 讀取 Excel 文件中的數(shù)據(jù)，并繪制四個(gè)子圖。每個(gè)子圖中的點(diǎn)的顏色和大小將根據(jù) X、Y、Z 坐標(biāo)值及其離原點(diǎn)的距離進(jìn)行映射。讓我們一起動(dòng)手實(shí)現(xiàn)這個(gè)可視化效果吧！

步驟 1：導(dǎo)入數(shù)據(jù)

假設(shè)我們有一個(gè)名為 data.xlsx 的 Excel 文件，其中包含三列數(shù)據(jù)：X 坐標(biāo)、Y 坐標(biāo)和 Z 坐標(biāo)。這些數(shù)據(jù)將作為繪圖的基礎(chǔ)。我們首先使用 MATLAB 的 readtable 函數(shù)來(lái)導(dǎo)入 Excel 文件中的數(shù)據(jù)。

步驟 2：計(jì)算點(diǎn)的大小

為了使每個(gè)點(diǎn)的大小與數(shù)據(jù)的某些特征相關(guān)聯(lián)，我們可以根據(jù)坐標(biāo)的值或者離原點(diǎn)的距離來(lái)調(diào)整點(diǎn)的大小。例如，可以將 X、Y、Z 的值映射到點(diǎn)的大小，或者根據(jù)每個(gè)點(diǎn)到原點(diǎn)的距離來(lái)調(diào)整大小。

步驟 3：設(shè)置顏色映射

MATLAB 的 scatter3 函數(shù)允許我們根據(jù)數(shù)據(jù)的值映射點(diǎn)的顏色。在本例中，我們將使用 cool 漸變色來(lái)表示不同的數(shù)值。cool 漸變色是一種從藍(lán)色到粉色的漸變色，非常適合這種數(shù)據(jù)映射。

我們可以通過(guò) scatter3 函數(shù)的第二個(gè)參數(shù)來(lái)指定每個(gè)點(diǎn)的顏色，顏色將根據(jù)不同的坐標(biāo)或距離值進(jìn)行映射。

步驟 4：繪制圖形

接下來(lái)，我們將繪制四個(gè)子圖，每個(gè)子圖展示不同的映射方式。我們使用 subplot 函數(shù)將一個(gè)圖形窗口分成四個(gè)子圖。

• 子圖 1：點(diǎn)的顏色根據(jù) X 坐標(biāo)值映射，點(diǎn)的大小也根據(jù) X 坐標(biāo)值進(jìn)行調(diào)整。
• 子圖 2：點(diǎn)的顏色根據(jù) Y 坐標(biāo)值映射，點(diǎn)的大小根據(jù) Y 坐標(biāo)值進(jìn)行調(diào)整。
• 子圖 3：點(diǎn)的顏色根據(jù) Z 坐標(biāo)值映射，點(diǎn)的大小根據(jù) Z 坐標(biāo)值進(jìn)行調(diào)整。
• 子圖 4：點(diǎn)的顏色根據(jù)離原點(diǎn)的距離映射，點(diǎn)的大小也根據(jù)距離進(jìn)行調(diào)整。

步驟 5：保存圖像

在圖形完成后，我們可以使用 print 函數(shù)將其保存為一個(gè)高分辨率的 JPEG 文件

代碼：

clc; 
clear; 
close all; %% 導(dǎo)入數(shù)據(jù)
data = readtable('data.xlsx');  % 讀取 Excel 文件
X = data.X;  % X 坐標(biāo)
Y = data.Y;  % Y 坐標(biāo)
Z = data.Z;  % Z 坐標(biāo)%% 計(jì)算距離原點(diǎn)的距離
distance = sqrt(X.^2 + Y.^2 + Z.^2);  % 計(jì)算每個(gè)點(diǎn)與原點(diǎn)的距離%% 計(jì)算點(diǎn)的大小（可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行縮放調(diào)整）
k=200;
sizeX = X / max(X) * k;  % 根據(jù) X 坐標(biāo)映射大小
sizeY = Y / max(Y) * k;  % 根據(jù) Y 坐標(biāo)映射大小
sizeZ = Z / max(Z) * k;  % 根據(jù) Z 坐標(biāo)映射大小
sizeDistance = distance / max(distance) * k;  % 根據(jù)距離映射大小%% 顏色漸變?cè)O(shè)置
colormap('cool');  % 使用 cool 漸變色%% 繪制圖形% 子圖 1: 根據(jù) X 映射顏色和大小
ax1 = subplot(221); 
scatter3(X, Y, Z, sizeX, X, 'filled');  % 點(diǎn)的大小根據(jù) X 坐標(biāo)，顏色根據(jù) X 坐標(biāo)變化
colormap(ax1, 'cool');  % 使用 cool 漸變色
colorbar;  % 顯示顏色條
xlabel('X', 'Fontname', '微軟雅黑');
ylabel('Y', 'Fontname', '微軟雅黑');
zlabel('Z', 'Fontname', '微軟雅黑');
title('根據(jù) X 坐標(biāo)映射顏色和大小', 'Fontname', '微軟雅黑');% 子圖 2: 根據(jù) Y 映射顏色和大小
ax2 = subplot(222); 
scatter3(X, Y, Z, sizeY, Y, 'filled');  % 點(diǎn)的大小根據(jù) Y 坐標(biāo)，顏色根據(jù) Y 坐標(biāo)變化
colormap(ax2, 'cool');
colorbar;
xlabel('X', 'Fontname', '微軟雅黑');
ylabel('Y', 'Fontname', '微軟雅黑');
zlabel('Z', 'Fontname', '微軟雅黑');
title('根據(jù) Y 坐標(biāo)映射顏色和大小', 'Fontname', '微軟雅黑');% 子圖 3: 根據(jù) Z 映射顏色和大小
ax3 = subplot(223); 
scatter3(X, Y, Z, sizeZ, Z, 'filled');  % 點(diǎn)的大小根據(jù) Z 坐標(biāo)，顏色根據(jù) Z 坐標(biāo)變化
colormap(ax3, 'cool');
colorbar;
xlabel('X', 'Fontname', '微軟雅黑');
ylabel('Y', 'Fontname', '微軟雅黑');
zlabel('Z', 'Fontname', '微軟雅黑');
title('根據(jù) Z 坐標(biāo)映射顏色和大小', 'Fontname', '微軟雅黑');% 子圖 4: 根據(jù)離原點(diǎn)的距離映射顏色和大小
ax4 = subplot(224); 
scatter3(X, Y, Z, sizeDistance, distance, 'filled');  % 點(diǎn)的大小根據(jù)離原點(diǎn)的距離，顏色也根據(jù)距離變化
colormap(ax4, 'cool');
colorbar;
xlabel('X', 'Fontname', '微軟雅黑');
ylabel('Y', 'Fontname', '微軟雅黑');
zlabel('Z', 'Fontname', '微軟雅黑');
title('根據(jù)離原點(diǎn)的距離映射顏色和大小', 'Fontname', '微軟雅黑');%% 保存圖像
print(gcf, 'scatter_plot_output_with_size.jpg', '-djpeg', '-r900');