如何在Matlab中绘制3D有向图

Question

我有一个上三角相邻矩阵，它表示一组连接的节点。 每个节点由三个地理坐标定义：xy z。 我的目标是绘制网络，以便同时考虑边缘的方向以查看其外观。

如果不考虑z坐标，则可以轻松显示结果：

获得此结果的代码行如下：

A = [0 1 1 0 0 0 0;
     0 0 1 1 0 0 0;
     0 0 0 1 1 1 0;
     0 0 0 0 1 1 0;
     0 0 0 0 0 0 1;
     0 0 0 0 0 0 1;
     0 0 0 0 0 0 0];

 xyz = [ 0  0  0;
      -15 20   5;
       17 24  -3;
       -5 36   7;
      -14 50  -8;
       16 56   3;
        3 70  -1];

F = digraph(A);
figure
p = plot(F,'XData',xyz(:,2),'YData',xyz(:,1)); axis equal;
highlight(p,1,'NodeColor','g'); highlight(p,size(A,1),'NodeColor','r');
view([0 90])

我应该如何修改我的代码以将z坐标也分配给图形，这样我才能拥有3d图形？ （请记住我也要显示边缘方向！）。

我试图做的是这样的：

p = plot3(F,'XData',xyz(:,2),'YData',xyz(:,1),'ZData',xyz(:,3)); 

但我没有成功。

Answer 1

很酷的问题。 我有一些空闲时间来制作这个：

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A = [0 1 1 0 0 0 0;
     0 0 1 1 0 0 0;
     0 0 0 1 1 1 0;
     0 0 0 0 1 1 0;
     0 0 0 0 0 0 1;
     0 0 0 0 0 0 1;
     0 0 0 0 0 0 0];

 xyz = [ 0  0  0;
      -15 20   5;
       17 24  -3;
       -5 36   7;
      -14 50  -8;
       16 56   3;
        3 70  -1];

    figure; hold on

    for jj=1:size(A,1) %cycle on nodes

        conn=find(A(jj,:)); %find connections for each node

        if numel(conn>0) %if there are non null connections
        for kk=1:numel(conn) %plot them
            a=conn(kk);           

            lh=quiver3(xyz(jj,1),xyz(jj,2),xyz(jj,3),...
             xyz(a,1)-xyz(jj,1),xyz(a,2)-xyz(jj,2),xyz(a,3)-xyz(jj,3),0,'maxheadsize',0.5);

            set(lh,'linewidth',4);
            set(lh,'color',[1,0,0]);

        end
        end
    end
    scatter3(xyz(:,1),xyz(:,2),xyz(:,3),800,'b','.') %plot nodes


   %number the nodes 
   for ii=1:size(xyz,1)
       text(xyz(ii,1),xyz(ii,2),xyz(ii,3),num2str(ii),'Color','k','FontWeight','bold',...
  'FontSize',14, 'HorizontalAlignment','right', 'VerticalAlignment','bottom')
   end


   xlabel('x')
   ylabel('y')
   zlabel('z')

   view(-15,18)
   grid on

我认为看起来很像您想要的：

编辑

如果希望箭头位于两个节点的中点，则可以使用：

line([xyz(a,1) xyz(jj,1)],[xyz(a,2) xyz(jj,2)],[xyz(a,3) xyz(jj,3)],'color',[1 0 0],'linewidth',3)
            lh=quiver3(xyz(jj,1),xyz(jj,2),xyz(jj,3),...
             xyz(a,1)-xyz(jj,1),xyz(a,2)-xyz(jj,2),xyz(a,3)-xyz(jj,3),.5,'maxheadsize',0.5);

这首先画一条线，然后叠加一个到达中点的箭头（注意quiver命令中的0.5缩放比例）：

Answer 2

在最新的MATLAB版本（R2016b）中，现在可以通过选择其他布局方法或直接指定x，y和z坐标在3d中绘制节点链接图。 在您的示例中，将绘图线替换为

p = plot(F,'XData',xyz(:,2),'YData',xyz(:,1),'ZData',xyz(:,3));

结果图：