如何在MATLAB的bar3图中隐藏零值

Question

我有一个二维直方图（图形是3D的 - 由几个直方图并排绘制而成），使用bar3绘图命令生成。但是，所有的零值都显示为x-y平面上的平面正方形。有没有办法防止MATLAB显示这些值？我已经尝试将所有零替换为NaN，但它并没有改变绘图的任何内容。以下是我尝试过的代码：

x1=normrnd(50,15,100,1); %generate random data to test code
x2=normrnd(40,13,100,1);
x3=normrnd(65,12,100,1);

low=min([x1;x2;x3]);
high=max([x1;x2;x3]);
y=linspace(low,high,(high-low)/4); %establish consistent bins for histogram
z1=hist(x1,y);
z2=hist(x2,y);
z3=hist(x3,y);
z=[z1;z2;z3]';
bar3(z)

如您所见，图中有相当多的零值。关闭图形并在将零值替换为NaN后重新绘制似乎没有任何改变：

close
z(z==0)=NaN;
bar3(z)

- Doresoom

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你好，stem也是相同的，也是1D，以防万一。 - Filippo Mazza

Answer 1

一种解决方法是修改由bar3创建的图形对象。首先，您必须获取从bar3返回的句柄：

h = bar3(z);

在您的情况下，h 将是一个 3 元素向量，每个元素对应于一组彩色条形图的 handle。然后，以下代码应该使计数为零的柱子不可见：

在您的情况下，h将是一个包含三个句柄的向量，每个句柄对应着一组有颜色的条形图。接下来的代码将会使得计数为零的条柱不可见：

for i = 1:numel(h)
  index = logical(kron(z(:, i) == 0, ones(6, 1)));
  zData = get(h(i), 'ZData');
  zData(index, :) = nan;
  set(h(i), 'ZData', zData);
end

下面是一个示意图（带有必要的手绘圆圈）：

它的工作原理...

如果您的柱状图向量是 N-by-1，那么 bar3 将绘制 6*N 个矩形补丁（即每个柱体的 6 个面）。因此，h 中每组补丁对象的 'ZData' 属性将是 (6*N)-by-4，因为每个矩形面有 4 个角。每个 'ZData' 属性的 6 行数据集合因此就是一个柱子的 6 个面的 z 坐标。

上面的代码首先创建了一个逻辑向量，在该向量的每个地方都等于 0 的位置，并使用 kron 函数将该向量的每个元素复制了 6 次。这成为 'ZData' 属性的行的索引，该索引用于将空柱子的矩形面的 z 坐标设置为 nan。这将导致不渲染那些面。

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编辑：

下面是稍加修改后的代码版本，通过从绘制的条形图的 'ZData' 属性 中获取条形高度使其更通用，所以需要的只是从 bar3 返回的句柄。我还将代码封装在一个函数中（省略了错误和输入检查）：

function remove_empty_bars(hBars)
  for iSeries = 1:numel(hBars)
    zData = get(hBars(iSeries), 'ZData');  % Get the z data
    index = logical(kron(zData(2:6:end, 2) == 0, ones(6, 1)));  % Find empty bars
    zData(index, :) = nan;                 % Set the z data for empty bars to nan
    set(hBars(iSeries), 'ZData', zData);   % Update the graphics objects
  end
end

- gnovice

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在我提出问题后，我想到修改对象属性的想法，但我不知道从哪里开始。您的代码非常好用 - 我将其放入一个名为bar3nonzero的m文件中，现在我有了一个无需麻烦的方法来生成图表。 - Doresoom

@gnovice：+1...你又成功地找到了kron函数的好用之处 :) - Amro

如果我可以建议的话，我会用以下代码替换 index = logical(kron(z(:,i) == 0,ones(6,1))); index = logical(kron(abs(z(:,i)) < eps,ones(6,1))); 因为有时由于数值误差，z实际上并不是0，而是接近0。 - Nicola

@Nicola：如果你处理的是任意浮点数值，那么这是正确的。然而，在这种情况下，OP正在绘制直方图条形计数，这些计数应该只包含精确的整数值。 - gnovice

Answer 2

以下是关于如何隐藏零值柱形图的示例。我们先从一个普通的BAR3绘图开始：

x = 1:7;
Y = jet(numel(x));
h = bar3(x,Y,'detached');
xlabel x; ylabel y; zlabel z; box on;

请注意，变量h包含一个surface句柄数组（在本例中为3个，每个“组”对应一组条形图。组对应于Y矩阵的列，每个都用不同的颜色表示）。

现在来看如何隐藏零值的代码：

for i=1:numel(h)
    %# get the ZData matrix of the current group
    Z = get(h(i), 'ZData');

    %# row-indices of Z matrix. Columns correspond to each rectangular bar
    rowsInd = reshape(1:size(Z,1), 6,[]);

    %# find bars with zero height
    barsIdx = all([Z(2:6:end,2:3) Z(3:6:end,2:3)]==0, 2);

    %# replace their values with NaN for those bars
    Z(rowsInd(:,barsIdx),:) = NaN;

    %# update the ZData
    set(h(i), 'ZData',Z)
end

解释：

对于每组条形图，创建一个 surface 图形对象（存储在h(i)句柄中）。 它的Z坐标矩阵ZData表示为一个6*N-by-4矩阵（对于XData、YData和CData矩阵也是如此），其中N是每组矩形条的数量或在上面的示例中为7。

这样，每个矩形都用6x4矩阵表示（分别对应X/Y/Z坐标的每个矩阵）。 例如，一个这样的矩形的坐标看起来像：

>> xx = get(h(3),'XData'); yy = get(h(3),'YData'); zz = get(h(3),'ZData');

>> xx(1:6,:)
ans =
          NaN          2.6          3.4          NaN
          2.6          2.6          3.4          3.4
          2.6          2.6          3.4          3.4
          NaN          2.6          3.4          NaN
          NaN          2.6          3.4          NaN
          NaN          NaN          NaN          NaN

>> yy(1:6,:)
ans =
          NaN          0.6          0.6          NaN
          0.6          0.6          0.6          0.6
          1.4          1.4          1.4          1.4
          NaN          1.4          1.4          NaN
          NaN          0.6          0.6          NaN
          NaN          NaN          NaN          NaN

>> zz(1:6,:)
ans =
          NaN            0            0          NaN
            0            1            1            0
            0            1            1            0
          NaN            0            0          NaN
          NaN            0            0          NaN
          NaN          NaN          NaN          NaN

每个矩阵的第二列沿左侧面跟踪点，第三列沿右侧面跟踪点，连接两者将绘制矩形的4个面：

>> surface(xx(1:6,2:3), yy(1:6,2:3), zz(1:6,2:3), cc(1:6,2:3))
>> view(3)

第一列和最后一列通过关闭矩形的两侧绘制出剩下的两个面。

所有这样的矩阵都被连接成一个高矩阵，使用一个单一的表面对象来绘制所有的矩形。这是通过使用NaN值来分隔不同的部分实现的，既在同一个矩形点内部，也在不同矩形之间。

因此，上述代码的作用是查找Z-高度为零的矩形，并用NaN值替换其所有值，从而有效地告诉MATLAB不要绘制由这些点形成的表面。

- Amro

Answer 3

我的问题不是零值，而是 NaN 值（它们在 bar3 内部转换为零值）。 我希望继续显示值为零的元素，但不包括值为 NaN 的元素。 我稍微调整了代码，现在它完美地工作了：

for i = 1:numel(h)
  index = logical(kron(isnan(z(:,i)),ones(6,1)));
  zData = get(h(i),'ZData');
  zData(index,:) = nan;
  set(h(i),'ZData',zData);
end

谢谢！

- Frans