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ボリューム データの可視化
この例では、MATLAB® でボリューム データを可視化するいくつかの方法を示します。
等値面の表示
"等値面" とは、空間のボリューム内におけるすべての点が定数値をもつ表面のことです。関数 isosurface
を使用して表面の外側の面および頂点を生成し、関数 isocaps
を使用してボリュームのエンド キャップの面および頂点を生成します。patch
コマンドを使用して、ボリュームとそのエンド キャップを描画します。
load mri D D = squeeze(D); limits = [NaN NaN NaN NaN NaN 10]
limits = 1×6
NaN NaN NaN NaN NaN 10
[x, y, z, D] = subvolume(D, limits); [fo,vo] = isosurface(x,y,z,D,5); [fe,ve,ce] = isocaps(x,y,z,D,5); figure p1 = patch('Faces', fo, 'Vertices', vo); p1.FaceColor = 'red'
p1 = Patch with properties: FaceColor: [1 0 0] FaceAlpha: 1 EdgeColor: [0 0 0] LineStyle: '-' Faces: [23351x3 double] Vertices: [12406x3 double] Use GET to show all properties
p1.EdgeColor = 'none'
p1 = Patch with properties: FaceColor: [1 0 0] FaceAlpha: 1 EdgeColor: 'none' LineStyle: '-' Faces: [23351x3 double] Vertices: [12406x3 double] Use GET to show all properties
p2 = patch('Faces', fe, 'Vertices', ve, ... 'FaceVertexCData', ce)
p2 = Patch with properties: FaceColor: [0 0 0] FaceAlpha: 1 EdgeColor: [0 0 0] LineStyle: '-' Faces: [27265x3 double] Vertices: [14250x3 double] Use GET to show all properties
p2.FaceColor = 'interp'; p2.EdgeColor = 'none'; view(-40,24) daspect([1 1 0.3]) colormap(gray(100)) box on camlight(40,40) camlight(-20,-10) lighting gouraud
コーン プロットの作成
coneplot
コマンドは、ボリュームの x、y、z の点で速度ベクトルを円錐形にプロットします。円錐は、各点におけるベクトル場の大きさと方向を表します。
cla load wind u v w x y z [m,n,p] = size(u)
m = 35
n = 41
p = 15
[Cx, Cy, Cz] = meshgrid(1:4:m,1:4:n,1:4:p); h = coneplot(u,v,w,Cx,Cy,Cz,y,4); set(h,'EdgeColor', 'none') axis tight equal view(37,32) box on colormap(hsv) light
流線のプロット
関数 streamline
は、ボリュームの x、y、z の点で速度ベクトルの流線をプロットし、3 次元ベクトル場のフローを描画します。
cla [m,n,p] = size(u); [Sx, Sy, Sz] = meshgrid(1,1:5:n,1:5:p); streamline(u,v,w,Sx,Sy,Sz) axis tight equal view(37,32) box on
ストリームチューブのプロット
関数 streamtube
は、ボリュームの x、y、z の点で速度ベクトルのストリームチューブをプロットします。チューブの幅は、各点のベクトル場の正規化された発散項に比例します。
cla [~,n,p] = size(u); [Sx, Sy, Sz] = meshgrid(1,1:5:n,1:5:p); h = streamtube(u,v,w,Sx,Sy,Sz); set(h, 'FaceColor', 'cyan') set(h, 'EdgeColor', 'none') axis tight equal view(37,32) box on light
ボリュームの可視化の組み合わせ
ボリュームの可視化を単一のプロットで組み合わせて、ボリューム内の速度フィールドのより包括的な画像を作成します。
cla spd = sqrt(u.*u + v.*v + w.*w); [fo,vo] = isosurface(x,y,z,spd,40); [fe,ve,ce] = isocaps(x,y,z,spd,40); p1 = patch('Faces', fo, 'Vertices', vo); p1.FaceColor = 'red'
p1 = Patch with properties: FaceColor: [1 0 0] FaceAlpha: 1 EdgeColor: [0 0 0] LineStyle: '-' Faces: [5340x3 double] Vertices: [2727x3 double] Use GET to show all properties
p1.EdgeColor = 'none'
p1 = Patch with properties: FaceColor: [1 0 0] FaceAlpha: 1 EdgeColor: 'none' LineStyle: '-' Faces: [5340x3 double] Vertices: [2727x3 double] Use GET to show all properties
p2 = patch('Faces', fe, 'Vertices', ve, ... 'FaceVertexCData', ce)
p2 = Patch with properties: FaceColor: [0 0 0] FaceAlpha: 1 EdgeColor: [0 0 0] LineStyle: '-' Faces: [464x3 double] Vertices: [301x3 double] Use GET to show all properties
p2.FaceColor = 'interp'
p2 = Patch with properties: FaceColor: 'interp' FaceAlpha: 1 EdgeColor: [0 0 0] LineStyle: '-' Faces: [464x3 double] Vertices: [301x3 double] Use GET to show all properties
p2.EdgeColor = 'none'
p2 = Patch with properties: FaceColor: 'interp' FaceAlpha: 1 EdgeColor: 'none' LineStyle: '-' Faces: [464x3 double] Vertices: [301x3 double] Use GET to show all properties
[fc, vc] = isosurface(x, y, z, spd, 30); [fc, vc] = reducepatch(fc, vc, 0.2); h1 = coneplot(x,y,z,u,v,w,vc(:,1),vc(:,2),vc(:,3),3); h1.FaceColor = 'cyan'; h1.EdgeColor = 'none'; [sx, sy, sz] = meshgrid(80, 20:10:50, 0:5:15); h2 = streamline(x,y,z,u,v,w,sx,sy,sz); set(h2, 'Color', [.4 1 .4]) axis tight equal view(37,32) box on light