4.6 三维图形

在实际工程应用中，三维图形是一种最直观的数据显示方式，它可以很清楚的描绘出空间轨迹，给出X、Y、Z三个方向的依赖关系。LabVIEW 2015提供了许多三维图形控件，如图4-29所示。

下面对一些常用的三维图形控件的用法进行简单介绍。

4.6.1 三维曲面图形

三维曲面图形用来描绘一些简单的曲面，LabVIEW 2015提供的曲面图形控件可以分为两种类型：曲面.vi和三维曲面图形.vi，曲面和三维曲面图形控件的X、Y轴输入的是一维数组，Z轴输入的是矩阵，如图4-30所示。

【例4-11】 用曲面和三维曲面控件绘制正弦曲面。

它们在显示方式上没有太大的差别，都可以将鼠标放置到图像显示区后，将图像在X、Y、X方向上任意旋转。两者最大的区别在于，“曲面”控件可以方便地显示三维图形在某个平面上的投影，例如，对于如图4-31所示的图形，单击即可显示图形在XY平面上的投影，对于在其他平面上的操作与之类似，显示结果如图4-32所示。

4.6.2 三维参数图形

三维参数图形可以用来绘制一些更复杂的空间图形，它的三个轴输入的都是二维数组，如图4-33所示。

【例4-12】 用三维参数图模拟水面波纹。

水面波纹的算法用z=sin(sqrt(x2+y2))/sqrt(x2+y2)实现，用户可以改变不同的参数来观察波形的变化。创建程序的步骤如下。

1）用两个For循环嵌套，生成一个二维数组，在循环次数输入端上右击，选择“创建输入控件”。

2）从“函数→编程→数值”中选择“乘”运算符放置在内层For循环中，一个输入端与For循环的i连接，在另一端上右击，选择“创建输入控件”，修改标签为“x”，再选择一个“减”运算符，“被减数”端与“乘”输出相连，在“减数”端创建一个输入控件“y”。

3）将二维数组连接到“三维参数图形.vi”的x矩阵输入端，从“函数→编程→数组”中选择“二维数组转置.vi”，将二维数组转置后连接到“三维参数图形.vi”的y矩阵输入端。

4）再创建两个嵌套For循环，选择“乘”运算符放置在内层For循环中，将其两输入端与原数组连接，用同样的方法再放置一个“乘”运算符，两输入端与转置后的数组连接，再将这两个数相加再开方，得到(x2+y2)1/2。

5）从“函数→数学→初等与特殊函数→三角函数”中选择“sinc.vi”，输入端与3）产生的数据相连，输出连接到“三维参数图形.vi”的z矩阵输入端。

6）从“函数→编程→结构”中选择“While循环.vi”，将程序框图上的所有对象放置到While循环中，设置每次循环的间隔为100ms。

运行程序，显示结果和程序框图如图4-34所示。

4.6.3 三维曲线图形

三维曲线图形控件用来绘制空间曲线，它的3个输入端都是一维数组，如图4-35所示。

【例4-13】 用三维曲线控件绘制螺旋曲线。

创建程序的步骤如下。

1）创建一个For循环，循环次数设置为输入控件，选择“正弦.vi”和“余弦.vi”，放置到循环体中，将For循环的i转换为弧度后连接到“正弦.vi”和“余弦.vi”的输入端。

2）将正弦值作为“三维曲线图形.vi”的x向量，余弦值作为y向量，弧度值作为z向量。

3）选择While循环将所有对象框到其中，设置循环间隔为100ms。

显示效果和程序框图如图4-36所示，用户可以通过改变绘图的数据点数来观察图形变化。

三维图形子选板中还提供了诸如“散点图”“饼图”“等高线图”等许多控件，这些控件的使用方法与例中所讲的控件类似，此处不再赘述。