Как создать 3D-стиль MATLAB - поверхностные графики в R

Мне сложно создавать эстетически привлекательные 3D-поверхности в R. Я знаком с решениями (persp, image, wireframe, lattice, rgl и несколькими другими решениями в других вопросах в SO), но результаты не очень приятны.

Возможно ли создание 3D-графиков в R, как в MATLAB?

Here is the MATLAB code
    % Create a grid of x and y points
    points = linspace(-2, 0, 20);
    [X, Y] = meshgrid(points, -points);

    % Define the function Z = f(X,Y)
    Z = 2./exp((X-.5).^2+Y.^2)-2./exp((X+.5).^2+Y.^2);

    % "phong" lighting is good for curved, interpolated surfaces. "gouraud"
    % is also good for curved surfaces
    surf(X, Y, Z); view(30, 30);
    shading interp;
    light;
    lighting phong;
    title('lighting phong', 'FontName', 'Courier', 'FontSize', 14);

Сюжет современный, красочный, эстетически приятный, синтаксис кода очень читабельен.

Возможно ли это в базе R?

Ответ 1

jet.colors - это R-ответ на одну из цветовых палитр hte Matlab:

points = seq(-2, 0, length=20)
#create a grid
XY = expand.grid(X=points,Y=-points)
# A z-function 
Zf <- function(X,Y){
     2./exp((X-.5)^2+Y^2)-2./exp((X+.5)^2+Y^2);
     }
# populate a surface
Z <- Zf(XY$X, XY$Y)
zlim <- range(Z)
zlen <- zlim[2] - zlim[1] + 1

jet.colors <-   # function from grDevices package
      colorRampPalette(c("#00007F", "blue", "#007FFF", "cyan",
                      "#7FFF7F", "yellow", "#FF7F00", "red", "#7F0000"))
colorzjet <- jet.colors(100)  # 100 separate color 
require(rgl)
open3d()
rgl.surface(x=points, y=matrix(Z,20), 
            coords=c(1,3,2),z=-points, 
            color=colorzjet[ findInterval(Z, seq(min(Z), max(Z), length=100))] )
axes3d()
rgl.snapshot("copyMatlabstyle.png")

Я соглашусь, что получение цветов в соответствии с "осью Z" (которая на самом деле является осью rgl y) показалось очень неинтуитивным. Если вам нужен блестящий, зеркальный эффект, который дает Matlab, вы можете играть с углом освещения.

Вы также можете добавить или удалить освещение:

clear3d(type = "lights")
light3d(theta=0, phi=0)
light3d(theta=0, phi=0)  # twice as much light.

После:

 grid3d("x")
 grid3d("y")
 grid3d("z")

 rgl.snapshot("copyMatlabstyle3.png")

Вы могли бы поместить y-сетку "позади" на поверхность с помощью:

grid3d("y+")

Подобные настройки для вызовов axes3d или axis3d могут перемещать местоположение шкал.

Для получения дополнительных примеров просмотрите http://rgm3.lab.nig.ac.jp/RGM/R_image_list и найдите "plot3d", в котором приводятся примеры функции R2BayesX::plot3d, а также посмотрите на графическую виньетку Karline Soetaert plot3D, "50 способов построения вулкана"

Ответ 2

Это может не делать все, что вы хотите, но я отправляю его в надежде привлечь лучшие ответы.

X <- Y <-  seq(-2, 0, length.out= 20)
Z <- outer(X,Y,
           function(X,Y) 2/exp((X-.5)^2+Y^2)-2/exp((X+.5)^2+Y^2))
cc <- colorRamp(rev(rainbow(10)))
Zsc <- (Z-min(Z))/diff(range(Z))
rgbvec2col <- function(x) do.call(rgb,c(as.list(x),list(max=255)))
colvec <- apply(cc(Zsc),1,rgbvec2col)

library(rgl)
surface3d(X,Y,Z,col=colvec)
bbox3d(color=c("white","black"))