【MATLAB绘图进阶教程】（2-5）光照材质与颜色控制详解，包含命令：light, material, shading，colormap, alpha，附例程

最新推荐文章于 2026-01-01 21:20:54 发布
原创 最新推荐文章于 2026-01-01 21:20:54 发布 · 676 阅读 · 0 ·
CC 4.0 BY-SA版权
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
文章标签：

#matlab #绘图 #光照 #材质 #颜色

在这里插入图片描述

本文给出MATLAB绘图中的光照材质与颜色控制，包含命令：light, material, shading，colormap, alpha，附例程

文章目录

光照设置 - light 命令

基本语法

light('Position', [x, y, z], 'Style', 'infinite'|'local', 'Color', [R,G,B])

使用场景

  • 增强三维图形的立体感
  • 突出曲面的细节和纹理
  • 创建真实的视觉效果

简单示例

% 基本光照效果
[X, Y] = meshgrid(-2:0.2:2, -2:0.2:2);
Z = peaks(X, Y);
surf(X, Y, Z);
shading interp;
light('Position', [2, 2, 3]);  % 添加光源
title('基本光照效果');

运行结果：
在这里插入图片描述

进阶示例

% 多光源配置
figure;
[X, Y, Z] = sphere(30);

% 左图：单光源
subplot(1,2,1);
surf(X, Y, Z);
shading interp;
light('Position', [2, 2, 2], 'Color', 'white');
title('单光源');
axis equal;

% 右图：多光源
subplot(1,2,2);
surf(X, Y, Z);
shading interp;
light('Position', [2, 2, 2], 'Color', [1, 0.8, 0.8]);    % 暖光
light('Position', [-2, -2, 2], 'Color', [0.8, 0.8, 1]);  % 冷光
title('双光源（暖冷对比）');
axis equal;

运行结果：
在这里插入图片描述

材质设置 - material 命令

基本语法

material('shiny'|'dull'|'metal'|'default')
material([ka kd ks n])  % 自定义参数

材质参数

  • ka: 环境光反射系数 (0-1)
  • kd: 漫反射系数 (0-1)
  • ks: 镜面反射系数 (0-1)
  • n: 镜面反射指数 (1-∞)

简单示例

figure;
% 基本材质效果
[X, Y, Z] = sphere(40);
surf(X, Y, Z);
shading interp;
light('Position', [2, 2, 3]);
material('shiny');  % 光亮材质
title('光亮材质效果');
axis equal;

运行结果：
在这里插入图片描述

进阶示例

figure;
% 不同材质对比
figure;
[X, Y, Z] = sphere(30);

materials = {'default', 'shiny', 'dull', 'metal'};
titles = {'默认', '光亮', '暗淡', '金属'};

for i = 1:4
    subplot(2,2,i);
    surf(X, Y, Z);
    shading interp;
    material(materials{i});
    light('Position', [2, 2, 3]);
    title(titles{i});
    axis equal; axis off;
end

运行结果：
在这里插入图片描述

着色模式 - shading 命令

基本语法

shading flat      % 平面着色
shading interp    % 插值着色（平滑）
shading faceted   % 显示网格线（默认）

使用场景

  • flat: 分段显示，突出数据区间
  • interp: 平滑过渡，美观展示
  • faceted: 显示网格结构

简单示例

figure;
% 基本着色效果
[X, Y] = meshgrid(-2:0.2:2, -2:0.2:2);
Z = peaks(X, Y);
surf(X, Y, Z);
shading interp;  % 插值着色
light('Position', [2, 2, 3]);
title('插值着色效果');

运行结果：
在这里插入图片描述

进阶示例

% 三种着色模式对比
figure;
[X, Y] = meshgrid(-2:0.3:2, -2:0.3:2);
Z = peaks(X, Y);

subplot(1,3,1);
surf(X, Y, Z);
shading faceted;
light('Position', [2, 2, 3]);
title('Faceted（网格线）');

subplot(1,3,2);
surf(X, Y, Z);
shading flat;
light('Position', [2, 2, 3]);
title('Flat（平面）');

subplot(1,3,3);
surf(X, Y, Z);
shading interp;
light('Position', [2, 2, 3]);
title('Interp（插值）');

运行结果：

在这里插入图片描述

颜色映射 - colormap 命令

基本语法

colormap(mapname)    % 使用预定义映射
colormap(custom_map) % 使用自定义映射

常用颜色映射

  • jet: 蓝→青→绿→黄→红
  • hot: 黑→红→黄→白
  • cool: 青→品红
  • parula: MATLAB默认

简单示例

% 基本颜色映射
[X, Y] = meshgrid(-2:0.1:2, -2:0.1:2);
Z = peaks(X, Y);
surf(X, Y, Z);
shading interp;
colormap('jet');  % 使用jet颜色映射
colorbar;
title('Jet颜色映射');

运行结果：
在这里插入图片描述

进阶示例

% 多种颜色映射对比
figure;
[X, Y] = meshgrid(-2:0.1:2, -2:0.1:2);
Z = peaks(X, Y);

maps = {'parula', 'jet', 'hot', 'cool'};
titles = {'Parula', 'Jet', 'Hot', 'Cool'};

for i = 1:4
    subplot(2,2,i);
    surf(X, Y, Z);
    shading interp;
    colormap(gca, maps{i});
    colorbar;
    title(titles{i});
end

运行结果：
在这里插入图片描述

自定义颜色映射

% 自定义双色渐变
figure;
[X, Y] = meshgrid(-2:0.1:2, -2:0.1:2);
Z = peaks(X, Y);
surf(X, Y, Z);
shading interp;

% 创建蓝到红的渐变
n = 64;
custom_map = [linspace(0,1,n)', zeros(n,1), linspace(1,0,n)'];
colormap(custom_map);
colorbar;
title('自定义蓝→红渐变');

运行结果：
在这里插入图片描述

透明度控制 - alpha 命令

基本语法

alpha(value)         % 统一透明度 (0-1)
alpha(object, value) % 指定对象透明度
alpha(alpha_matrix)  % 基于矩阵的透明度

使用场景

  • 多层数据可视化
  • 透视内部结构
  • 创建玻璃、水等效果

简单示例

figure;
% 基本透明度效果
[X, Y] = meshgrid(-2:0.1:2, -2:0.1:2);
Z = peaks(X, Y);
surf(X, Y, Z);
shading interp;
alpha(0.6);  % 设置60%透明度
light('Position', [2, 2, 3]);
title('半透明曲面');

运行结果：
在这里插入图片描述

进阶示例

% 多层透明曲面
figure;
[X, Y] = meshgrid(-2:0.1:2, -2:0.1:2);
Z1 = peaks(X, Y);
Z2 = 0.5 * peaks(X+0.5, Y+0.5) + 1;

% 第一层曲面
surf(X, Y, Z1, 'FaceColor', 'blue');
alpha(0.5);
shading interp;
hold on;

% 第二层曲面
surf(X, Y, Z2, 'FaceColor', 'red');
alpha(0.5);
shading interp;

light('Position', [2, 2, 3]);
title('双层透明曲面');

运行结果：
在这里插入图片描述

基于数据的透明度

% 数据驱动的透明度
figure;
[X, Y] = meshgrid(-2:0.1:2, -2:0.1:2);
Z = peaks(X, Y);
surf(X, Y, Z);
shading interp;

% 根据高度设置透明度
alpha_data = (Z - min(Z(:))) / (max(Z(:)) - min(Z(:)));
alpha_data = 0.3 + 0.7 * alpha_data;  % 透明度范围0.3-1.0
alpha(alpha_data);

light('Position', [2, 2, 3]);
title('高度驱动透明度');

运行结果：
在这里插入图片描述

综合应用示例

完整的三维可视化

% 综合所有技术的示例
figure;
[X, Y] = meshgrid(-3:0.1:3, -3:0.1:3);
Z = peaks(X, Y);

% 创建曲面
h = surf(X, Y, Z);
shading interp;           % 插值着色
material('shiny');        % 光亮材质
colormap('jet');          % Jet颜色映射
alpha(0.8);              % 80%不透明度

% 添加光照
light('Position', [3, 3, 5], 'Color', [1, 1, 1]);
light('Position', [-2, -2, 3], 'Color', [0.5, 0.5, 0.8]);

% 美化图形
colorbar;
xlabel('X轴'); ylabel('Y轴'); zlabel('Z轴');
title('综合光照材质效果');
view(45, 30);

运行结果：
在这里插入图片描述

动态效果演示

% 动态光照变化
figure;
[X, Y, Z] = sphere(40);
h_surf = surf(X, Y, Z);
shading interp;
material('metal');
colormap('copper');

% 创建动态光源
for angle = 0:10:360
    % 清除之前的光源
    delete(findobj(gca, 'Type', 'light'));
    
    % 计算光源位置
    x_light = 3 * cos(deg2rad(angle));
    y_light = 3 * sin(deg2rad(angle));
    
    % 添加新光源
    light('Position', [x_light, y_light, 3]);
    
    title(sprintf('动态光照 (角度: %d°)', angle));
    axis equal;
    drawnow;
    pause(0.1);
end

运行结果：

在这里插入图片描述

参数选择指南

光照参数建议

  • Position: 通常设在对象的右上前方，如[2, 2, 3]
  • Color: 白光[1,1,1]最自然，彩色光可创造特殊效果
  • Style: 'infinite'适合大多数情况

材质参数建议

  • 科学数据: 使用'default'或'dull'
  • 演示展示: 使用'shiny'或'metal'
  • 自定义: 环境光0.2-0.4，漫反射0.6-0.8，镜面反射0.2-0.9

颜色映射建议

  • 温度数据: 使用'hot'或'cool'
  • 地形数据: 使用'terrain'或自定义绿-棕色
  • 通用数据: 使用'parula'或'jet'

透明度建议

  • 多层显示: 0.3-0.7范围
  • 突出重点: 背景 0.2 − 0.4 0.2-0.4 0.2−0.4，重点 0.8 − 1.0 0.8-1.0 0.8−1.0
  • 玻璃效果: 0.1 − 0.3 0.1-0.3 0.1−0.3范围

上述例程综合在一个mlx文件中，文件下载链接如下：
通过网盘分享的文件：draw_3dim_2.mlx
链接: https://pan.baidu.com/s/1vVgmdK1ukN5OMYpDehV1HQ?pwd=p7si 提取码: p7si

如需帮助，或有导航、定位滤波相关的代码定制需求，请点击下方卡片联系作者

MATLAB中的光照处理
十年磨一剑
06-29 3万+
在用MATLAB绘制三维图形时，不仅可以
MATLAB三维图形绘制、渲染和交互
09-04
介绍MATLAB三维图形的建模、着色、光照、材质、透明性和交互操作全部内容。所在套餐：MATLAB核心知识点系列课程-优快云程序员研修院，不断更新和增加课程。
6.4MATLAB学习笔记之图形对象句柄-光照和材质处理
jjh1203god的博客
10-11 1358
(6)material([ka,kd,ks,n,sc]): 设置环境光、漫反射光、镜面光的强度、对象的镜面反射指数以及镜面反射光的颜色。图形对象的反射特性包括镜面反射和漫反射、环境光、镜面反射指数、镜面反射光的颜色和背面光照，可以组合使用这几种特性来生成特殊的显示结果。(7)material default:将环境光、漫反射光、镜面光的强度、对象的镜面反射指数和镜面反射光的颜色设置为默认值。光源对象是不可见的，但是可以像设置其他图形对象的属性那样设置光源对象的类型、颜色、 位置和其他属性。
Matlab中figure灯光的设置
罗伯特祥的博客
06-01 1155
【代码】Matlab中figure灯光的设置。
MATLAB三维曲面作图（三）特殊效果的绘图（灯光）
fendoudecheng的博客
05-10 2083
三维绘图
精选资源
colormap-shaders：用于绘制颜色图的着色器的集合
02-03
7. **shader**：着色器是图形处理中的一个关键概念，它们控制像素的颜色、光照等视觉属性。 8. **colormap**：颜色映射是指将数值数据转换为颜色的过程，是科学可视化中的重要元素。 9. **gnuplot**：Gnuplot是一款...
MATLAB绘图教程：三维表面图形着色与颜色控制
"Matlab绘图教程，包括二维数据曲线图和三维表面图形的着色方法" 在MATLAB中，绘图是一项重要的功能，它能够帮助我们直观地理解数据和算法的结果。本教程主要关注二维数据曲线图的绘制以及三维表面图形的着色。 ...
MATLAB颜色控制与光照模型指令集详解
是一份关于 MATLAB 软件中与颜色控制、可视化设置及光照模型相关的命令集合文档，重点涵盖了图形显示中的色彩映射（colormap）、颜色条显示（colorbar）、伪彩色轴缩放（caxis）、着色模式（shading）以及多种内置...
MATLAB绘图进阶教程：数据可视化技巧大揭秘
[MATLAB绘图进阶教程：数据可视化技巧大揭秘](https://altclick.ru/upload/iblock/9fd/9fd369a8579e32ef111410dd78355ffc.png) 参考资源链接：[Simulink学习笔记：信号与电气线路的连接方法]...
【MATLAB】三维图形绘制 ( 绘制球面 | sphere 函数 | 设置光源 | light 函数 | 相机视线 | view 函数 )
热门推荐
让 学习 成为一种 习惯 ( 韩曙亮 の 技术博客 )
04-22 2万+
一、绘制球面、 1、sphere 函数、 2、代码示例、 二、设置光源、 1、light 函数、 2、代码示例、 2、代码示例 2、 三、相机视线、 1、view 函数、 2、代码示例、 3、代码示例 2、 四、综合代码示例、
matlab 3d 灯光,MATLAB-三维图基础知识汇总
weixin_39537397的博客
03-16 1153
三维绘图一．绘制三维曲线的基本函数最基本的三维图形函数为plot3，它将二维绘图函数plot的有关功能扩展到三维空间，可以用来绘制三维曲线。其调用格式为：plot3(x1，y1，z1，选项1，x2，y2，z2，选项2，…)其中每一组x，y，z组成一组曲线的坐标参数，选项的定义和plot的选项一样。当x，y，z是同维向量时，则x，y，z对应元素构成一条三维曲线。当x，y，z是同维矩阵时，则以x，y，...
matlab出射光线,MATLAB中的光照处理
weixin_36060465的博客
03-16 2312
在用MATLAB绘制三维图形时，不仅可以画出带光照模式的曲面，还能在绘图时指定光线的来源。1.带光照模式的三维曲面surfl命令用来画一个带光照模式的三维曲面图，该命令显示一个带阴影的曲面，结合了周围的、散射的和镜面反射的光照模式。想获得较平滑的颜色过渡，则需要使用有线性强度变化的色图(如gray、copper、bone、pink等)。surfl命令的使用格式如下：调用格式 ...
matlab light函数,matlab常用函数（Matlab function）.doc
weixin_39669202的博客
03-16 685
matlab常用函数(Matlab function)matlab常用函数(Matlab function)1. Basic mathematical functions commonly used in MATLABAbs (x) : the absolute value of the scalar or the length of the vectorAngle (z) : Phase Ang...
matlab 中 camlight 的使用
CongliYin的博客
08-18 1万+
camlight的目的：创建或者移动在camera coordinates里的光源，主要有一下几种用法：camlight(‘headlight’) %在camera的位置创建一个光源 camlight(‘right’) %在右上方，下面类似 camlight(‘left’) camlight camlight(az,el) camlight(…,’style’) camlight(lig
Light Field 光场以及MATLAB光场工具包(LightField ToolBox)的使用说明
Vincent Qin
09-15 7366
我也是挺无奈的，为何我的这篇文章被无故删除，并且我的账户也被冻结。好吧只能重来一遍了。 本文介绍了Light field 光场工具包的使用方法，对于入门者而言应该会有一定的帮助。无奈文章被删，我把本文迁移到了我的个人主页，大家有兴趣的可以到我的主页看看。 2017年9月15日
MATLAB light material lighting
weixin_30553777的博客
10-22 615
clf;[X,Y,Z]=sphere(40);colormap(jet)subplot(1,2,1),surf(X,Y,Z),axis off square,shading interplight('position',[0 -10 1.5],'style','infinite')material shinysubplot(1,2,2),surf(X,Y,Z,-Z),axis off squa...
让MATLAB响起来~
要有light
12-02 1422
期末了想水一水，突然想起让MATLAB发点音，于是上网搜索资料倒腾了一下，功夫不负有心人，终于是弄出来了。 以下内容参考自“可健康了”的博客： http://blog.sina.com.cn/s/blog_8e356e16010119lp.html   matla播放音乐是由sound(Y,fs,bits)函数完成的，该函数的3个参数代表输入信号、采样率、比特率。先说采样率fs
matlab light log,Matlab使用小经验
weixin_33199315的博客
03-16 248
最近使用matlab，看到一些小技巧，总结至此1.如xlabel('\fontname{times NewToman}\fontsize{40}你好')，可以更快捷、更方便的设置显示内容的属性，当然也可以直接在figure中设置2.isosurface函数可以画隐函数的等值曲线或曲面如画笛卡尔心形函数，其方程为(x^2 + (9/4)y^2 + z^2 - 1)^3 - x^2z^3 -(9/80...
【WRF-GC】化学初始/边界条件的处理说明（IC/BC in WRF-GC）
最新发布
WW、forever的博客
01-01 14
化学初始/边界条件的处理说明（IC/BC in WRF-GC）
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包

打赏作者

MATLAB卡尔曼

你的鼓励将是我创作的最大动力

¥1 ¥2 ¥4 ¥6 ¥10 ¥20
扫码支付：¥1
获取中
扫码支付

您的余额不足，请更换扫码支付或充值

打赏作者

实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值