R中曲线函数的3D等效？答案

【问题标题】：3D equivalent of the curve function in R?R中曲线函数的3D等效？
【发布时间】：2025-12-27 02:35:11
【问题描述】：

R 中的curve 函数提供了一种绘制函数的简单方法。例如，这将绘制一条直线

f1 <- function(x) x
curve(f1, from=-1, to=1)

R 中是否有一个等效函数，它接受一个具有两个参数（例如，x 和 y）的函数和两个变量的范围并生成 3D 图？

例如，假设我有以下功能

f2 <- function(x, y) x + y

有类似下面的命令吗？

curve_3d(f2, x_range=c(-1, 1), y_range=c(-1, 1))

【问题讨论】：

标签： r 3d rgl

【解决方案1】：

package:rgl 中的surface3d 函数看起来很合适。创建一个包含您的函数的包装器将非常简单，使用seq() 创建一组x-y 向量，然后将这些向量传递给outer，并将您的f2 作为FUN 参数，然后调用surface3d。

还有一个persp3dpersp3d，作者（Duncan Murdoch 和也许其他人）说它是“更高级别”，而且它似乎默认添加了轴，而 surface3d 没有。

curve_3d <- function(f2, x_range=c(-1, 1), y_range=c(-1, 1), col=1:6 ){ 
       if (!require(rgl) ) {stop("load rgl")}
       xvec <- seq(x_range[1], x_range[2], len=15)
        yvec <- seq(y_range[1], y_range[2], len=15)
       fz <- outer(xvec, yvec, FUN=f2)
       open3d()
       persp3d( xvec, yvec, fz, col=col) }
curve_3d(f2)
snapshot3d("out3dplane.png")

现在我进一步考虑，你可以用persp() 或wireframe() 做类似的事情。 “技巧”是使用外部（...，FUN=fun）。而且当我进一步考虑时……将它与outer 一起使用的能力取决于它由所有矢量化操作组成。如果它们没有被矢量化，我们需要用Vectorize 或mapply 重写。

【讨论】：

【解决方案2】：

参见package:emdbook 中的curve3d()，它是wireframe()、persp3d() 等的包装器。

library(emdbook)
# bivariate normal density with emdbook::curve3d
curve3d(expr = dmvnorm(x=c(x,y), mu = c(0,0), Sigma = diag(2)), 
    from = c(-3,-3), to = c(3,3), n = 100, sys3d = "wireframe")

【讨论】：

【解决方案3】：

您可以使用plot3Drgl 包进行交互式绘图。

library(plot3Drgl)

f <- function(x,y) x+y
x <- y <- seq(-4,4,len=20)
z <- outer(x, y, f)

persp3Drgl(z=z)

【讨论】：

【解决方案4】：

persp3d() 函数可以将函数作为参数。见?persp3d.function。

它允许绘制两种类型的曲面：x 和 y 的函数，如您所愿，以及参数曲面，其中 x、y 和 z 都是另外两个函数变量。

对于你的例子，它很简单

f2 <- function(x, y) x + y
persp3d(f2)

当然你可以添加各种装饰，比如让颜色依赖于z，改变x和y的范围等等。

【讨论】：