Tikz 作图教程：pgfplots 宏包三维数据的可视化绘图

在这里插入图片描述

前一篇推文讲解了使用pgfplots 宏包导入二维数据和可视化绘图的方法。今天我们来介绍一下科研工作者常常用到的三维数据的导入与绘图的方法。

当一个函数关系式中出现了两个自变量时，我们需要用空间曲面来呈现其图像。

编辑之谈(知名origin 绘图公众号)最近一篇推文——Origin怎样由公式创建3D函数图，回答了上海交通大学马博士的提问：怎样用下面的公式来创建三维图形？

$\left\{ \begin{aligned} \frac{M_S}{M_P}&=C_L^{1.682}C_t^{1.567}\\ \frac{M_S}{M_P}&=C_L^{1.650}C_t^{1.327} \end{aligned} \right.$

这里自变量是 $C_L,C_t$ ，将上面的表达式转化为下面的公式：

$\left\{ \begin{aligned} z&=x^{1.682}y^{1.567}\\ z&=x^{1.650}y^{1.327} \end{aligned} \right.$

用Tikz 作出这两个二元函数的图像也是非常容易的，而且颜值也很高！

作图的步骤如下：

设置坐标轴
三维作图使用命令\addplot3[]{},中括号里选项有surf, domain=0:1,dmain y=0:1, 含义分别为曲面作图（surface）、自变量 x的范围、y的范围。
大括号里写函数的表达式：x^1.682*y^1.567。

所用的代码如下：

\documentclass[margin=10pt]{standalone}
\usepackage{pgfplots}
\usepgfplotslibrary{colormaps}\pgfplotsset{width=7cm,compat=1.17}\begin{document}
\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[
title={$\frac{M_S}{M_P}=C_L^{1.682}C_t^{1.567}$},
xlabel=$X$, ylabel=$Y$,
small,
grid,
colormap/summer,
]
\addplot3 [
surf,
domain =0:1,
domain y=0:1,
] {x^1.682*y^1.567};\end{axis}
\end{tikzpicture}
\end{document}

其效果图如文首图形。由于两个表达式相差不大，所得的图形也是非常的接近。
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