【Matlab使用笔记02】绘图-利用三维热力图绘制四维数据图像

Yee_Tan

已于 2024-04-09 19:24:52 修改

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于 2024-04-09 19:22:05 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/Shea_Tan/article/details/137427022

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本文详细介绍了如何在Matlab中使用散点图和气泡图对四维数据进行三维热力图可视化，包括如何通过散点大小和颜色表示额外维度，以及注意事项和版本兼容性。

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最近在作图过程中需要对四维、甚至五维数据作图，二维热力图、三维散点图曲面图等等都已经无法满足这样的要求了。而且网上真正使用三维坐标轴绘制热力图的参考内容较少，大多都是二维或者其他不适用的图像，故自行探究整理了相关内容如下。

内容：使用三维散点/气泡图+属性（颜色、大小）对四维数据作图可视化。

一、利用散点图绘制三维热力图

参考文档：三维散点图 scatter3() - MathWorks

1. 使用散点大小体现第四维度数据

【Preliminary】因为本文使用的是Matlab R2020，所以不能使用矩阵作为散点大小的输入，需要使用scatter3(X(:),Y(:),Z(:),sizeNum(:));（有关解释详见文末）。先明确是否是对应位置散点大小与给定矩阵的关系。
散点图（散点大小根据给定数值确定）
输出散点大小矩阵的page 1：
散点大小矩阵(z=1部分)
上图对应于散点图大小矩阵sizeNum的z=1。可以看到，坐标轴的对应（x=1:5，y=0.1:0.5，z=10:50)是没有问题的，但通过sizeNum(:)为参数绘图与其输出的结果对应方式有所不同。图中用红色方框圈出来的部分为x=5，然而在两幅图中并非完全对应。在矩阵sizeNum(:,:,1)中x=5的元素值随着y的增加依次为[16 105 38 51 8]，但在三维散点图中却是y=0.5时，随着x的增加散点大小依次为[16 105 38 51 8]（因为x=1，x=5对应为两个较小的点，而且x=5时对应为蓝色方框内最小的点，显然不是sizeNum(:,:,1)输出图中的y=0.5的蓝色方框内数据）。
换句话说，就是在使用sizeNum(:)为参数绘图时发生“混乱”，导致两图中红蓝方框内容不匹配。

所以，使用pagetranspose(sizeNum);% 按页转置实现三维散点图中的(x,y,z)点大小与sizeNum(x,y,z)相匹配。
在这里插入图片描述
从而能够得到【完整代码】如下：

[coorX,coorY,coorZ] = meshgrid(1:5,0.1:0.1:0.5,10:10:50);
figure;
% sizeNum = 100; %所有点使用相同的大小
sizeNum = round(rand(5,5,5)*200); %随机生成散点大小矩阵5*5*5
sizeNum2 = pagetranspose(sizeNum);% 按页