如何在MATLAB中实现3D图的平滑旋转？

Question

如何在MATLAB中实现3D图的平滑旋转？

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如果我尝试使用plot3旋转摄像机围绕当前图形，则需要进行以下操作：

while true; camorbit(0.9,-0.1); drawnow; end

然后旋转会周期性地卡住一段时间（例子），即使在8核MacPro上也是如此。

我能让它更平滑吗？

编辑1：

虽然目前还没有解决我的原始问题的方案，但我已经使用getframe函数制作了更好的电影。不过，它不允许自由旋转录制，并且在Mac的MATLAB2010b中相当有缺陷。

%# fix wrong figure position in MATLAB2010b for Mac - depends on your layout
correctedPosition = get(gcf,'Position') + [21 -125 0 0];

fps = 60; sec = 10;

vidObj = VideoWriter('newfile.avi');
vidObj.Quality = 100;
vidObj.FrameRate = fps;

open(vidObj);
for i=1:fps*sec
  camorbit(0.9,-0.1);
  writeVideo(vidObj,getframe(gcf, correctedPosition));
end
close(vidObj);

编辑2:

我在MATLAB Central创建了一个类似的帖子。

编辑3:

您可以尝试自行下载我的其中一个图形。

- Andrei Fokau

3个回答

2

我在正常的MATLAB图中也注意到了你所说的相同的抽搐运动。但是当我尝试运行Amro的代码并创建一个电影（*.AVI），它在我的Mac笔记本电脑上看起来很流畅。

我使用的电影制作代码如下：

％在制作电影时添加了figure“可见”属性，如下所示：

hFig = figure('Backingstore','off','visible','off','renderer','zbuffer');

％然后，我用一个简单的AVI生产循环替换了Amro的while循环，如下所示：

aviobj=avifile('test.avi'); ％创建AVI文件 for I=1:360 camorbit(0.9,-0.1); drawnow; aviobj=addframe(aviobj,hFig); ％将帧添加到AVI文件中 end aviobj=close(aviobj); ％关闭AVI文件 close(hFig); ％关闭hFig

问题：减少一些点或在渲染图之前创建密度图是否有帮助？

关于各种渲染选项的参考文献：[http://www.mathworks.com/support/tech-notes/1200/1201.html]

我希望上面的评论能对您有所帮助。

- Y.T.

谢谢你的示例！我可以制作一个流畅的电影。问题是我无法记录平稳的手绘旋转（通过第三方应用程序制作电影）。你能试着旋转我的示例吗？http://goo.gl/LA1Cg - Andrei Fokau

1

Andrei，你的例子在我的Mac笔记本上运行顺畅。你能否通过指定整个电影的视图路径来创建一个电影呢？例如，使用循环，view（az，el）和pause等方式。这样，你就可以创建一个流畅的电影，无需手动操作（制作电影时不要忘记关闭屏幕保护程序）。或者，如果你有MATLAB编译器，就可以将代码编译成独立应用程序，并允许用户交互式旋转图片。最后，我想可能是轴的“AspectRatio”没有固定，但你的图形已经固定了，所以这不是问题所在。无论如何，祝你好运。 - Y.T.

1

我不知道这个建议是否能帮到你，但出于某种原因，我使用 pause(0.001) 要比使用 drawnow 更成功地强制更新图形窗口。

你也可以尝试看看是否使用 rotate3d 更快。

核数并不像你想象的那么重要，因为 Matlab 中许多函数并不支持多线程。

一个解决方法是继续按照您现在的方式进行，但将图形窗口写入电影文件。然后您可以回放电影。

- Marc

谢谢您的建议。我已经尝试过了，但它并没有改变行为。 - Andrei Fokau

是的，我刚刚在我的问题中添加了这个选项。这种方法有一些限制，但它可以工作。 - Andrei Fokau

@Andrei - 最后一件要尝试的事情是调整图形窗口的大小。当窗口最大化时，我有时会出现暂停，而在默认大小时则没有。 - Marc

是的，我已经尝试过这个了，但是直到一个非常微小的数字，什么都没有真正改变。 - Andrei Fokau

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- Amro · Accepted Answer

我认为你正在绘制的大量点可能导致减速。一种选择是下采样。此外，您可以使用较低级别的函数进行绘制（请参见this related post以比较plot3/scatter3/line性能）。

考虑以下针对速度优化的动画：

[X Y Z] = sphere(64);
X = X(:); Y = Y(:); Z = Z(:);

%# set-up figure
hFig = figure('Backingstore','off', 'renderer','zbuffer');

%# use lower-level function LINE
line(0.50*[X,X], 0.50*[Y,Y], 0.50*[Z,Z], 'LineStyle','none', 'Marker','.', 'MarkerSize',1, 'Color','r')
line(0.75*[X,X], 0.75*[Y,Y], 0.75*[Z,Z], 'LineStyle','none', 'Marker','.', 'MarkerSize',1, 'Color','g')
line(1.00*[X,X], 1.00*[Y,Y], 1.00*[Z,Z], 'LineStyle','none', 'Marker','.', 'MarkerSize',1, 'Color','b')
view(3)

%# freeze the aspect ratio to override stretch-to-fill behaviour
axis vis3d

%# fix the axes limits manually
%#set(gca, 'xlim',[-1 1], 'ylim',[-1 1], 'zlim',[-1 1])
axis manual

%# maybe even remove the tick labels
%set(gca, 'xticklabel',[], 'yticklabel',[], 'zticklabel',[])

%# animate (until figure is closed)
while ishandle(hFig); camorbit(0.9,-0.1); drawnow; end

alt text

注意我们正在使用 Z 缓冲区渲染器，并关闭了Backstore属性。

编辑：

如果我理解正确，您想要做的是使用第三方应用程序录制屏幕录像，同时手动旋转图形，但在您的情况下，这些手动旋转是“跳跃”的。另一方面，在while循环中使用CAMORBIT / VIEW使您的图形动画化运行顺畅...

我提出了一种替代方案：首先使用鼠标旋转图形，并在每个步骤（方位角，俯仰角）写入这些视图配置。然后您可以使用VIEW函数重播它们，同时记录视频，类似于：

v = [...];   %# matrix where each row specify Az/El of view
for i=1:size(v,1)
    view( v(i,:) )
    drawnow
end

缺点是您需要使用鼠标进行小步操作（ROTATE3D对象不公开鼠标移动事件）

我编写了一个简单的函数来帮助您完成此过程。它加载保存的图形，启用3D旋转，并跟踪每个步骤的中间位置。完成后，按“完成”按钮以返回视图列表...

function v = rotationDemo(figFileName)
    views = [];                     %# list of views (Az,El)

    hFig = hgload(figFileName);     %# load the saved figure

    views(1,:) = get(gca,'View');   %# store initial view

    %# add a button, used to terminate the process
    hButton = uicontrol('Style','pushbutton', 'Position',[400 1 80 20], ...
                        'String','Done?', 'Callback',@buttonCallback);
    set(hFig, 'Toolbar','figure')   %# restore toolbar

    %# start 3d rotation, and handle post-callback to record intermediate views
    h = rotate3d(hFig);             %# get rotation object
    set(h, 'ActionPostCallback',@rotateCallback)
    set(h, 'Enable','on')           %# enable rotation

    msgbox('Rotate the view step-by-step', 'rotate3d', 'warn', 'modal')

    uiwait(hFig)                    %# wait for user to click button
    delete(hButton)                 %# delete button on finish
    set(h, 'Enable','off')          %# disable rotation
    v = round(views);               %# return the list of views

    %# callback functions
    function rotateCallback(o,e)
        views(end+1,:) = get(e.Axes,'View');  %# add current view to list
    end
    function buttonCallback(o,e)
        uiresume(gcbf)                        %# uiresume(hFig)
    end
end

alt text

你可以调用上述函数，然后重新播放动画：

v = rotationDemo('smooth_rotation.fig');
for i=1:size(v,1)
    view(v(i,:))
    drawnow
end

我们可以通过简单的插值来平滑过渡：

v = rotationDemo('smooth_rotation.fig');
n = size(v,1);
nn = linspace(1,n,100)';     %'# use 100 steps
vv = round( [interp1(v(:,1),nn) interp1(v(:,2),nn)] );
for i=1:size(vv,1)
    view(vv(i,:))
    DRAWNOW                  %# or PAUSE(..) to slow it down
end

作为一个附注，我应该提到ROTATE3D和CAMORBIT有不同的效果。ROTATE3D改变当前轴的View属性，而CAMORBIT控制当前轴的相机属性CameraTarget/CameraPosition/CameraUpVector。