En este tema, aprenderemos a crear y personalizar gráficos 3D en MATLAB. Los gráficos 3D son esenciales para visualizar datos que dependen de tres variables y son ampliamente utilizados en diversas áreas como la ingeniería, la física y la economía.
Contenido
Introducción a los Gráficos 3D
Los gráficos 3D en MATLAB permiten representar datos en tres dimensiones, proporcionando una visión más completa y detallada de la información. Los gráficos 3D más comunes incluyen superficies, mallas y contornos.
Funciones Básicas para Gráficos 3D
plot3
plot3La función plot3 se utiliza para crear gráficos de líneas en 3D.
% Ejemplo de uso de plot3
x = linspace(0, 10, 100);
y = sin(x);
z = cos(x);
plot3(x, y, z);
xlabel('X-axis');
ylabel('Y-axis');
zlabel('Z-axis');
title('Gráfico 3D con plot3');
grid on;
mesh
meshLa función mesh crea una malla 3D.
% Ejemplo de uso de mesh
[X, Y] = meshgrid(-5:0.5:5, -5:0.5:5);
Z = sin(sqrt(X.^2 + Y.^2));
mesh(X, Y, Z);
xlabel('X-axis');
ylabel('Y-axis');
zlabel('Z-axis');
title('Gráfico de Malla 3D');
surf
surfLa función surf se utiliza para crear gráficos de superficie.
% Ejemplo de uso de surf
[X, Y] = meshgrid(-5:0.5:5, -5:0.5:5);
Z = sin(sqrt(X.^2 + Y.^2));
surf(X, Y, Z);
xlabel('X-axis');
ylabel('Y-axis');
zlabel('Z-axis');
title('Gráfico de Superficie 3D');
contour3
contour3La función contour3 genera contornos en 3D.
% Ejemplo de uso de contour3
[X, Y] = meshgrid(-5:0.5:5, -5:0.5:5);
Z = sin(sqrt(X.^2 + Y.^2));
contour3(X, Y, Z);
xlabel('X-axis');
ylabel('Y-axis');
zlabel('Z-axis');
title('Gráfico de Contornos 3D');Personalización de Gráficos 3D
- Colores y Sombras
Puedes personalizar los colores y las sombras de los gráficos 3D para mejorar la visualización.
% Personalización de colores y sombras surf(X, Y, Z); shading interp; % Interpolación de colores colormap jet; % Mapa de colores colorbar; % Barra de colores
- Vista y Rotación
MATLAB permite ajustar la vista y rotar los gráficos 3D para obtener diferentes perspectivas.
% Ajuste de vista y rotación surf(X, Y, Z); view(45, 30); % Ángulo de vista rotate3d on; % Habilitar rotación interactiva
- Etiquetas y Títulos
Agregar etiquetas y títulos es crucial para la interpretación de los gráficos.
% Etiquetas y títulos
surf(X, Y, Z);
xlabel('X-axis');
ylabel('Y-axis');
zlabel('Z-axis');
title('Gráfico de Superficie 3D Personalizado');Ejemplos Prácticos
Ejemplo 1: Gráfico de Superficie con Colores Personalizados
[X, Y] = meshgrid(-5:0.1:5, -5:0.1:5);
Z = sin(sqrt(X.^2 + Y.^2));
surf(X, Y, Z);
shading interp;
colormap hot;
colorbar;
xlabel('X-axis');
ylabel('Y-axis');
zlabel('Z-axis');
title('Superficie 3D con Colores Personalizados');Ejemplo 2: Gráfico de Malla con Vista Ajustada
[X, Y] = meshgrid(-5:0.5:5, -5:0.5:5);
Z = cos(sqrt(X.^2 + Y.^2));
mesh(X, Y, Z);
view(60, 45);
xlabel('X-axis');
ylabel('Y-axis');
zlabel('Z-axis');
title('Malla 3D con Vista Ajustada');Ejercicios
Ejercicio 1: Crear un Gráfico de Superficie
Crea un gráfico de superficie para la función Z = cos(X) * sin(Y) en el rango de -pi a pi para X y Y.
Solución:
[X, Y] = meshgrid(-pi:0.1:pi, -pi:0.1:pi);
Z = cos(X) .* sin(Y);
surf(X, Y, Z);
shading interp;
colormap cool;
colorbar;
xlabel('X-axis');
ylabel('Y-axis');
zlabel('Z-axis');
title('Superficie 3D de cos(X) * sin(Y)');Ejercicio 2: Crear un Gráfico de Contornos 3D
Genera un gráfico de contornos 3D para la función Z = exp(-X.^2 - Y.^2) en el rango de -2 a 2 para X y Y.
Solución:
[X, Y] = meshgrid(-2:0.1:2, -2:0.1:2);
Z = exp(-X.^2 - Y.^2);
contour3(X, Y, Z);
xlabel('X-axis');
ylabel('Y-axis');
zlabel('Z-axis');
title('Contornos 3D de exp(-X^2 - Y^2)');Conclusión
En esta sección, hemos aprendido a crear y personalizar gráficos 3D en MATLAB utilizando funciones como plot3, mesh, surf y contour3. También hemos visto cómo ajustar la vista, rotar los gráficos y personalizar colores y sombras. Los ejercicios proporcionados te ayudarán a reforzar estos conceptos y a desarrollar tus habilidades en la visualización de datos en 3D. En el próximo tema, exploraremos técnicas avanzadas de gráficos para mejorar aún más nuestras capacidades de visualización en MATLAB.
Curso de Programación en MATLAB
Módulo 1: Introducción a MATLAB
- Comenzando con MATLAB
- Interfaz y Entorno de MATLAB
- Comandos Básicos y Sintaxis
- Variables y Tipos de Datos
- Operaciones y Funciones Básicas
Módulo 2: Vectores y Matrices
- Creación de Vectores y Matrices
- Operaciones con Matrices
- Indexación y Segmentación
- Funciones de Matrices
- Álgebra Lineal en MATLAB
Módulo 3: Estructuras de Programación
- Flujo de Control: if, else, switch
- Bucles: for, while
- Funciones: Definición y Alcance
- Scripts vs. Funciones
- Depuración y Manejo de Errores
Módulo 4: Visualización de Datos
- Conceptos Básicos de Gráficos
- Gráficos 2D
- Gráficos 3D
- Personalización de Gráficos
- Técnicas Avanzadas de Gráficos
Módulo 5: Análisis de Datos y Estadísticas
- Importación y Exportación de Datos
- Estadísticas Descriptivas
- Preprocesamiento de Datos
- Análisis de Regresión
- Pruebas Estadísticas
Módulo 6: Temas Avanzados
- Entrada/Salida de Archivos
- Manejo de Grandes Conjuntos de Datos
- Técnicas de Optimización
- Conceptos Básicos de Simulink
- Computación Paralela