SphericalPlot3D
SphericalPlot3D[r,θ,ϕ]
生成球体半径为 r 的三维图形,是球面坐标 θ 和 ϕ 的函数.
SphericalPlot3D[r,{θ,θmin,θmax},{ϕ,ϕmin,ϕmax}]
在指定的球坐标范围内生成 3D 球面图.
SphericalPlot3D[{r1,r2,…},{θ,θmin,θmax},{ϕ,ϕmin,ϕmax}]
生成有多个曲面的 3D 球面图.
更多信息和选项
- 角度 和 的单位为弧度.
- 对应于“纬度”;在“北极”时 为 0,在“南极”时为 .
- 对应于“经度”,从北极看,逆时针方向从 0 变到 .
- SphericalPlot3D[r,θ,ϕ] 中, 的范围从 0 到 , 的范围从 0 到 .
- 对应于 、、 的 、、 位置分别是 、、. 变量 和 可以是任意值. 它们定义的曲面可以径向重叠.
- 在 等计算结果为 None 或除实数以外的任何值的位置会留下孔.
- SphericalPlot3D 把变量 和 视为局部变量,相当于使用 Block.
- SphericalPlot3D 具有属性 HoldAll,只在将具体的数值赋给变量后才计算 .
- 在某些情况下,在将具体数值赋给变量之前,用 Evaluate 以符号方式计算 可能更高效.
- SphericalPlot3D 有和 Graphics3D 相同的选项,不同之处及更多选项如下所示: [所有选项的列表]
-
Axes True 是否绘制坐标轴 BoundaryStyle Automatic 怎样绘制曲面的边界线 ColorFunction Automatic 怎样确定曲线和曲面的颜色 ColorFunctionScaling True 是否缩放 ColorFunction 的参数 EvaluationMonitor None 每次运行函数时要计算的表达式 Exclusions Automatic 要排除的 、 曲线 ExclusionsStyle None 在排除的点或曲线处绘制什么内容 MaxRecursion Automatic 允许的递归子划分的最大数量 Mesh Automatic 在每个方向上绘制多少条网格线 MeshFunctions {#4&,#5&} 如何确定网格线的放置 MeshShading None 怎样处理网格之间区域的色调 MeshStyle Automatic 网格的样式 Method Automatic 细化曲面所用的方法 NormalsFunction Automatic 怎样确定有效的曲面法线 PerformanceGoal $PerformanceGoal 优化的目标 PlotLegends None 曲面的图例 PlotPoints Automatic 每个参数中初始采样点的数量 PlotStyle Automatic 每个对象的样式的图形指令 PlotTheme $PlotTheme 绘图的整体主题 RegionFunction (True&) 怎样确定是否包含某个点 ScalingFunctions None 怎样缩放个别坐标 TextureCoordinateFunction Automatic 如何确定纹理坐标 TextureCoordinateScaling True 是否缩放 TextureCoordinateFunction 的参数 WorkingPrecision MachinePrecision 内部计算使用的精度 - 可用 Tooltip、StatusArea 或 Annotation 指定对曲线或曲面进行交互式标注.
- SphericalPlot3D[Tooltip[{r1, r2,…}],…] 指定 应显示为相应曲面的提示标签.
- Tooltip[r,label] 为曲面指定明确的提示标签.
- SphericalPlot3D 最初在 PlotPoints 指定的多个等距采样点处对每个函数进行计算. 然后使用自适应算法来选择额外的样本点,在每个参数中最多细分 MaxRecursion 次.
- 应该注意的是,使用有限数量的样本点,SphericalPlot3D 可能会遗漏函数中的特征. 如果想要检查所得结果是否正确,应尝试增大 PlotPoints 和 MaxRecursion 的设置.
- 如果无法绘制达到一定平滑程度的曲线,则 On[SphericalPlot3D::accbend] 可以使 SphericalPlot3D 显示一条提示信息.
- 提供给 MeshFunctions 和 RegionFunction 中的函数的参数是 、、、、 和 . 默认情况下,提供给 ColorFunction 和 TextureCoordinateFunction 中的函数的是这些参数缩放过的版本.
- 在每个曲面的所有地方对函数进行计算.
- 默认情况下,曲面被视为均匀的白色漫反射器,对应于 ColorFunction->(White&).
- SphericalPlot3D 返回 Graphics3D[GraphicsComplex[data]].
- 影响三维曲面的主题包括:
-
"DarkMesh" 暗色网格线 "GrayMesh" 灰色网格线 "LightMesh" 浅色网格线 "ZMesh" 垂直分布的网格线 "ThickSurface" 为曲面添加厚度 - ScalingFunctions 的可能设置包括:
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{sx,sy,sz} 缩放 x、y 和 z 坐标轴 {sx,sy,sz,sθ,sϕ} 缩放 θ 和 ϕ 参数空间 - 常见的内置缩放函数 s 包括:
-
"Log" 对数刻度,自动进行标记 "Log10" 以 10 为底的对数刻度,用 10 的幂进行标记 "SignedLog" 类似对数的刻度,包含 0 和负数 "Reverse" 反转坐标的方向 "Infinite" 无穷刻度 - 缩放 θ 或 ϕ 参数空间将影响如何对绘图采样,但不影响整体的视觉外观.
所有选项的列表
范例
打开所有单元关闭所有单元范围 (18)
采样 (9)
用 PlotPoints 和 MaxRecursion 控制自适应采样:
用 PlotRange 选择要观察的区域:
用 Exclusions 删除点或者分割所得曲面:
用 ScalingFunctions 反转 x 轴的方向:
演示 (9)
为每个曲面提供交互式 Tooltip:
选项 (62)
BoundaryStyle (4)
ColorFunction (5)
EvaluationMonitor (2)
Exclusions (5)
Mesh (5)
MeshShading (7)
用 None 移除部分图形:
MeshShading 在样式方面较 PlotStyle 有更高优先级:
通过设置 MeshShading 为 Automatic ,对部分图形使用 PlotStyle:
MeshShading 可以同 ColorFunction 一起使用:
用 FaceForm 为曲面的不同面设置不同的样式:
NormalsFunction (3)
PlotLegends (3)
属性和关系 (8)
SphericalPlot3D 是 ParametricPlot3D 的特例:
对旋转曲面和圆柱坐标使用 RevolutionPlot3D:
对三维空间的任意曲线和曲面使用 ParametricPlot3D:
对极坐标中的曲线使用 PolarPlot:
对二维空间内的曲线和区域使用 ParametricPlot:
ContourPlot3D 和 RegionPlot3D 可用于隐式定义的曲面和区域:
用 ListPlot3D 和 ListSurfacePlot3D 绘制数据:
Sphere 用于生成球体:
文本
Wolfram Research (2007),SphericalPlot3D,Wolfram 语言函数,https://reference.wolfram.com/language/ref/SphericalPlot3D.html (更新于 2022 年).
CMS
Wolfram 语言. 2007. "SphericalPlot3D." Wolfram 语言与系统参考资料中心. Wolfram Research. 最新版本 2022. https://reference.wolfram.com/language/ref/SphericalPlot3D.html.
APA
Wolfram 语言. (2007). SphericalPlot3D. Wolfram 语言与系统参考资料中心. 追溯自 https://reference.wolfram.com/language/ref/SphericalPlot3D.html 年