R에서 3D 투시도 만들기

Jesse John 2023년1월30일

R R Plot

R의 persp() 함수 인수
R의 평면도
R의 행렬에서 플롯

기본 R의 persp() 함수를 사용하여 표면의 투시도를 만들 수 있습니다. 표면은 (x,y) 값의 모든 쌍에 해당하는 z 값을 통과합니다.

persp() 함수를 사용하려면 주요 인수의 형식을 이해해야 합니다. 이 기사의 나머지 부분에서는 간단한 예를 통해 이를 설명하고 설명합니다.

R의 `persp()` 함수 인수

persp()가 3차원으로 플롯되므로 3개의 좌표에 대해 x, y 및 z 인수가 세 개 있습니다.

x와 y는 숫자 벡터입니다. 오름차순이어야 합니다.
z 인수는 행렬을 취합니다. 이 행렬에는 x와 y의 각 조합에 해당하는 z 값이 하나만 있어야 합니다.

플롯된 표면은 모든 z 값을 통과합니다.

z에 대한 행렬을 만드는 한 가지 방법은 outer() 함수를 사용하여 x와 y 값의 모든 조합에 이변량 함수를 적용하는 것입니다.

기본적으로 persp() 함수는 y축의 음수 측면에서 보기를 표시합니다.

phi 인수는 colatitude를 제공합니다. phi를 0도에서 90도로 변경하면 전면에서 상단으로의 뷰 변경에 영향을 줍니다.
theta 인수는 방위각을 제공합니다. theta를 0도에서 90도로 변경하면 그림을 수직 축을 중심으로 시계 방향으로 회전시키는 효과가 있습니다.

R의 평면도

이제 두 개의 평면을 만들고 다른 각도에서 볼 것입니다. 첫 번째는 수평면입니다.

예제 코드:

# A function that gives a constant z value.
H = function(x, y){
  return (0*x+0*y+1)
}

X = seq(-1,1,length.out=5)
Y = seq(-1,1, length.out=5)

# Apply the H function to all pairs (x,y).
# This gives the z matrix.
Z = outer(X, Y, H)

# Four different views.
persp(x=X,y=Y,z=Z, theta=0, phi=0, xlim=range(-2,2), ylim=range(-2,2), zlim=range(-2,2))
persp(x=X,y=Y,z=Z, theta=0, phi=45, xlim=range(-2,2), ylim=range(-2,2), zlim=range(-2,2))
persp(x=X,y=Y,z=Z, theta=0, phi=90, xlim=range(-2,2), ylim=range(-2,2), zlim=range(-2,2))
persp(x=X,y=Y,z=Z, theta=45, phi=45, xlim=range(-2,2), ylim=range(-2,2), zlim=range(-2,2))

출력 수치:

수평면 플롯

4개의 그림은 theta와 phi 각도를 변경할 때의 효과를 보여줍니다.

다음으로 경사면을 살펴보겠습니다. 구문은 또한 다른 persp() 함수 인수를 설정하는 방법을 보여줍니다.

예제 코드:

# A function for a plane.
O = function(x, y){
  return (2*x+3*y-2)
}

X1 = seq(-2,2,length.out=15)
Y1 = seq(-2,2, length.out=15)

# Apply the function to all combinations of x and y.
Z1 = outer(X1, Y1, O)

# Check the range of the values of Z.
# This will help create the limits for the box.
range(Z1)

# Because we do not use the scale=FALSE argument, the output is a cube.
# The axes are scaled.
persp(x=X1,y=Y1,z=Z1, theta=20, phi=10, xlim=range(-5,5), ylim=range(-5,5), zlim=range(-12,8),
      xlab="x-axis",
      ylab="y-axis",
      zlab="z-axis",
      main="Oblique Plane",
      col="#00FFFF",
      ticktype="detailed",
      nticks=3)

# With scale=FALSE.
persp(x=X1,y=Y1,z=Z1, theta=-15, phi=5, xlim=range(-5,5), ylim=range(-5,5), zlim=range(-12,8),
      scale = FALSE,
      xlab="x-axis",
      ylab="y-axis",
      zlab="z-axis",
      main="Oblique Plane",
      col="#FF00FF",
      ticktype="detailed",
      nticks=3)

출력 수치:

비스듬한 평면의 플롯

R의 행렬에서 플롯

persp() 함수는 x 및 y 벡터에 해당하는 z 값의 행렬에서 오름차순으로 플롯할 수 있습니다.

z의 행 및 열 수는 각각 x 및 y의 길이와 일치해야 합니다.

예제 코드:

# Manually create a matrix of z values corresponding
# to all combinations of some x and y.
# (Or use such a pre-existing matrix.)
Z2 = matrix(data=c(1,1,1,1,1,
                  1,-1,-1,-1,1,
                  1,-1,3,-1,1,
                  1,-1,-1,-1,1,
                  1,1,1,1,1), ncol=5)

X2 = seq(-4, 4, length.out=5)
Y2 = seq(-2, 2, by=1)

persp(x=X2, y=Y2, z=Z2, scale=FALSE, col="#CBD68A", theta=30, phi=15)

출력 수치:

행렬에서 플롯

작가: Jesse John

Jesse is passionate about data analysis and visualization. He uses the R statistical programming language for all aspects of his work.

R의 persp() 함수 인수

R의 평면도

R의 행렬에서 플롯

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