【问题标题】:R: 4D plot, x, y, z, coloursR:4D 绘图、x、y、z、颜色
【发布时间】:2015-03-16 03:47:58
【问题描述】:

你能给我一个例子,说明如何使用 rgl 在 x、y 和 z 轴上绘制 3 个变量以及第四个不同颜色的变量吗?

谢谢

【问题讨论】:

标签: r plot


【解决方案1】:

看看example(points3d)

r3d 帮助页面向您展示了如何绘制坐标轴。

x <- c(0, 10, 0, 0)
y <- c(0, 0, 100, 0)
z <- c(0, 0, 0, 1)
i <- c(1,2,1,3,1,4)
labels <- c("Origin", "X", "Y", "Z")
text3d(x,y,z,labels)
segments3d(x[i],y[i],z[i])

现在你加点

dfr <- data.frame(x = 1:10, y = (1:10)^2, z = runif(10), col = rainbow(10))
with(dfr, points3d(x, y, z, col = col))

【讨论】:

  • @user425895:您应该看到 3 个标记的轴和一些点。检查您是否可以使用rgl 显示任何内容。然后检查您是否正确复制和粘贴。
【解决方案2】:

如果您正在谈论在 3d 空间中绘制点并为它们着色,那么 ?plot3d 中有一个示例:

x <- sort(rnorm(1000))
y <- rnorm(1000)
z <- rnorm(1000) + atan2(x,y)
plot3d(x, y, z, col=rainbow(1000))

但是如果你的意思是用第四个变量给点着色,比如说一个分组变量,那么我们可以修改上面的例子,通过创建一个分组变量来做到这一点

grp <- gl(5, 200) ## 5 groups 200 members each
## now select the colours we want
cols <- 1:5

## Now plot
plot3d(x, y, z, col=cols[grp])

好的,这是你想要的更多吗?

X <- 1:10
Y <- 1:10
## Z is now a 100 row object of X,Y combinations
Z <- expand.grid(X = X, Y = Y)
## Add in Z1, which is the 3rd variable
## X,Y,Z1 define the surface, which we colour according to
## 4th variable Z2
Z <- within(Z, {
    Z1 <- 1.2 + (1.4 * X) + (-1.9 * Y)
    Z2 <- 1.2 + (1.4 * X) - (1.2 * X^2) + (1.9 * Y) + (-1.3 * Y^2)
    Z3 <- 1.2 + (1.4 * X) + (-1.9 * Y) + (-X^2) + (-Y^2)})
## show the data
head(Z)
## Set-up the rgl device
with(Z, plot3d(X, Y, Z1, type = "n"))
## Need a scale for Z2 to display as colours
## Here I choose 10 equally spaced colours from a palette
cols <- heat.colors(10)
## Break Z2 into 10 equal regions
cuts <- with(Z, cut(Z2, breaks = 10))
## Add in the surface, colouring by Z2
with(Z, surface3d(1:10,1:10, matrix(Z1, ncol = 10),
                   color = cols[cuts], back = "fill"))
with(Z, points3d(X, Y, Z1, size = 5)) ## show grid X,Y,Z1

这是平面表面Z1 弯曲的修改 (Z3)。

## Set-up the rgl device plotting Z3, a curved surface
with(Z, plot3d(X, Y, Z3, type = "n"))
with(Z, surface3d(1:10,1:10, matrix(Z3, ncol = 10),
                   color = cols[cuts], back = "fill"))

我为获得Z2 所做的细节可能并不重要,但我试图获得类似于您链接到的图表的内容。

如果我仍然没有得到你想要的,你能用一些示例数据编辑你的 Q 并让我们更好地了解你想要什么吗?

HTH

【讨论】:

  • 类似这样的东西。 addictedtor.free.fr/graphiques/graphcode.php?graph=90 不过有点混乱
  • @user425895:我已经编辑了我的答案以尝试获得类似于您链接到的图表的内容。这种努力是不是更像你想要的?
  • 道歉;在评论之前我正在整理我的代码,Z2 是我正在使用的对象的旧名称。我在评论中编辑了示例,但最后一行是多余的,只是为了显示 X、Y、Z1 点的位置。
  • 嗨。非常感谢您的奉献。您的示例生成了一架飞机,我正在寻找与 csgillespie 提供的相似的绘图。
  • 好吧,那只是因为我没有为弯曲的Z1 生成虚拟数据。原理是一样的。
【解决方案3】:

您根据单独的功能使用persp 和颜色的组合。下面是一些示例代码:

## Create a simple surface  f(x,y) = -x^2 - y^2
## Colour the surface according to x^2 only
nx = 31; ny = 31
x = seq(-1, 1, length = nx)
y = seq(-1, 1, length = ny)
z = outer(x, y, function(x,y) -x^2  -y^2)
## Fourth dim
z_col = outer(x, y, function(x,y) x^2)

## Average the values at the corner of each facet
## and scale to a value in [0, 1].  We will use this
## to select a gray for colouring the facet. 
hgt = 0.25 * (z_col[-nx,-ny] + z_col[-1,-ny] + z_col[-nx,-1] + z_col[-1,-1])
hgt = (hgt - min(hgt))/ (max(hgt) - min(hgt))

##  Plot the surface with the specified facet colours.
persp(x, y, z, col = gray(1 - hgt))
persp(x, y, z, col=cm.colors(32)[floor(31*hgt+1)], theta=-35, phi=10)

这给出了:

RGL

将上述技术与 rgl 库一起使用相当简单:

library(rgl)
## Generate the data using the above commands
## New window
open3d()

## clear scene:
clear3d("all")

## setup env:
bg3d(color="#887777")
light3d()

surface3d(x, y, z, color=cm.colors(32)[floor(31*hgt+1)], alpha=0.5)

【讨论】:

  • 迟到 5 年的评论:cm.colors(31)[floor(31*hgt+1)] 将给出一些超出范围的值 (NA),因为 hgt 可以是 1。您可能的意思是 cm.colors(32)[floor(31*hgt+1)]
  • 可以用数据框代替吗?
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