基于二维切片图序列的三维立体建模MATLAB仿真

目录

1.算法概述

2.仿真效果预览

3.核心MATLAB程序

4.完整MATLAB程序

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1.算法概述

isosurface 等值面函数

调用格式： fv = isosurface(X,Y,Z,V,isovalue)

       作用：返回某个等值面(由 isovalue 指定)的表面( faces )和顶点( vertices )数据，存放在结构体 fv 中( fv 由 vertices 、 faces 两个域构成)。如果是画隐函数 v = f(x,y,z) = 0 的三维图形，那么等值面的数值为 isovalue = 0 。

isosurface的语法

fv = isosurface(X,Y,Z,V,isovalue)

fv = isosurface(V,isovalue)

fvc = isosurface(...,colors)

slice等值面函数

slice(X,Y,Z,V,xslice,yslice,zslice) 为三维体数据 V 绘制切片。指定 X、Y 和 Z 作为坐标数据。使用以下形式之一指定 xslice、yslice 和 zslice 作为切片位置：

• 要绘制一个或多个与特定轴正交的切片平面，请将切片参数指定为标量或向量。
• 要沿曲面绘制单个切片，请将所有切片参数指定为定义曲面的矩阵。

slice(V,xslice,yslice,zslice) 使用 V 的默认坐标数据。V 中每个元素的 (x,y,z) 位置分别基于列、行和页面索引。

slice(_,method) 指定插值方法，其中 method 可以是 ‘linear’（默认值）、’cubic’ 或 ‘nearest’。可将此选项与上述语法中的任何输入参数一起使用。

slice(ax,_) 在指定坐标区而不是当前坐标区 (gca) 中绘图。

s = slice(_) 返回创建的 Surface 对象。slice 为每个切片返回一个 Surface 对象。

2.仿真效果预览

 基于二维切片图序列的三维立体建模MATLAB仿真

 

3.核心MATLAB程序

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h=figure(1);
set(h,'name','取单切片')
subplot(221)
slice(x,y,z,v,[],[1],[]);   % 切片函数 y=1
shading interp              % 平滑处理
set(gca,'zdir','reverse');  % ‘’都是属性调整
axis equal                  %   将横轴纵轴的定标系数设成相同值 ,即单位长度相同
grid on
subplot(222)
slice(x,y,z,v,[],[2],[]);   % 切片函数 y=2
shading interp              % 平滑处理
colormap('jet')             % 颜色属性
set(gca,'zdir','reverse');  % ‘’都是属性调整
axis equal
grid on
subplot(223)
slice(x,y,z,v,[],[3],[]);
shading interp 
set(gca,'zdir','reverse');
axis equal
grid on
subplot(224)
slice(x,y,z,v,[],[4],[]);
shading interp 
set(gca,'zdir','reverse');
axis equal
grid on
 
% 2.全空间立体切片
h2=figure(2);
set(h2,'name','全空间切片','MenuBar','none','ToolBar','none')
slice(x,y,z,v,[1:2:27],[2 3 4],[2 3 4 5])  % x方向1-27，以2位单元，y方向 分成3分，z方向分成4分
shading interp                             % 图像平滑
colorbar                                   % 颜色条
colormap('jet')                            % 颜色属性
set(gca,'zdir','reverse');                 % 属性调整
axis equal
grid on 
box on       % 显示坐标区轮廓   显示围绕当前坐标区的框轮廓
 
% 3.立体包络图
h3=figure(3);
subplot(221);
set(h3,'name','定值包络立体图','MenuBar','none','ToolBar','none')
set(gcf,'InvertHardcopy','off')
fw=150;                     % fw是作主要可变参数，控制最外层包络面的值                                                                                                  %%此值为最外层包络面取值
fv=isosurface(x,y,z,v,fw);  % 从三维体数据中提取等值面数据
% isovalue 中指定的等值面值处的体数据 V 计算等值面数据。等值面连接具有指定值的点，与等高线连接仰角相同的点的方式大致相同
p=patch(fv);                % 创建一个或多个填充多边形
set(p,'facecolor','b','edgecolor','none');
patch(isocaps(x,y,z,v, fw), 'FaceColor', 'interp', 'EdgeColor', 'none');% isocaps 计算等值面端帽几何图
% colorbar
% colormap('jet')
box on
daspect([1,1,1]) % 坐标轴尺寸变化为1:1:1
view(3)          % 观看角度 三维视角
set(gca,'zdir','reverse','color',[0.2,0.2,0.2]);
camlight         % 在照相机坐标系中创建或移动光源对象
camproj perspective  % 设置或查询投影类型 
lighting phong       % 指定光照算法 
axis equal
grid on
% title(['最外层表面的值为： ' , num2str(fw)]);
 
% 三维投影
hold on
subplot(222);
set(h3,'name','定值包络立体图','MenuBar','none','ToolBar','none')
set(gcf,'InvertHardcopy','off')
fw=150;                     % fw是作主要可变参数，控制最外层包络面的值                                                                                                  %%此值为最外层包络面取值
fv=isosurface(x,y,z,v,fw);  % 从三维体数据中提取等值面数据
%isovalue 中指定的等值面值处的体数据 V 计算等值面数据。等值面连接具有指定值的点，与等高线连接仰角相同的点的方式大致相同

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A002

4.完整MATLAB程序

V