作者：李誉辉  

四川大学在读研究生 

前言

这篇是plot3D包绘图系列之三，前一篇请戳：R_3D图(二)，这一章节主要聚焦三维图的制作。做教程狠费精力的，别忘了点赞和转发。谢谢。

persp3D() 是persp()函数的扩展

ribbon3D() 与persp3D()有些类似，但不是多边形网格，而是带状的网格的曲面。

hist3D()产生三维的直方图。

3.1

语法

参数解释：

z, 为二维矩阵数据，用于绘制3D透视图。

x, y ，可以是2个向量，也可以是1个矩阵，如果是向量，则x的长度必须等于z的行数，y的长度必须等于z的列数。如果是矩阵(只用于persp3D), xy的维度应该与矩阵z相同。

colvar，指定着色的变量，如果给出，则必须与矩阵z维度相同。如果是NULL,NA,或FALSE将根据colvar切换颜色，仅当boder参数被指定颜色，shade参数>0,或lighting = TRUE才会产生好的效果。

col, 表示指定颜色色板，用于colvar颜色，如果col = NULL, 且colvar指定了，则默认“红-黄-蓝”色板。如果col = NULL, 且colvar指定，则col默认为grey灰度板。为了与透视图相符，设定colvar = NULL, 使col为一个矩阵，其维度为nrow(z)-1行，ncol(z)-1列。

NAcol, 表示指定colvar中缺失值的颜色，默认为白色。

breaks, 为数字向量，表示colvar断点，默认增序排列，无序向量会被自动排序。

colkey, 为逻辑值或NULL(默认)或列表。表示指定图例参数。

add, 为逻辑值，表示是否将该绘图对象添加到现有的绘图对象中，默认FALSE新建图层，TRUE则添加图层。

plot, 为逻辑值， 表示是否绘图，默认TRUE则绘图，FALSE则返回视角转换矩阵。

clab, 表示指定图例标题内容。colkey=TRUE生效。

clim, 表示指定图例显示范围，当colvar指定时生效，clim范围超出colvar则超出部分显示NA。

resfac, 表示指定x和y的分辨率因子，长度为1或2的数字向量指定，数字大于1，则增加分辨率，通过插值z增加。若向量长度为1，则在x和y对应的z插值数量相同。

theta, phi, 表示指定观察透视图的方向，与persp()中一致。

border, 表示指定曲面网格边线的颜色，默认NA不显示曲面网格边线。

facets, 为逻辑值或NA，表示是否指定曲面网格的颜色，TRUE则用col参数指定曲面网格的颜色，FALSE则为网格为颜色为白色且网格边线为col指定的颜色(前提是border=NA)。

image, 为逻辑值，表示是否在绘图立方体插入另一个图，如果TRUE，则会底部绘制图像，还允许传递image2D()函数的参数的列表，此列表的一个参数side表示将image2D()图置于何处位置。side = z-value, 表示将该图置于z轴value值位置处。side = "zmin", side = "zmax"分别将该图置于底部和顶部，默认置于底部。

contour, 为逻辑值，表示是否在绘图立方体中插入等高线， 如果TRUE， 则默认插入等高线图在底部，也可以通过contour()函数传递参数。同样存在位置参数side, side = "zmin", side = "zmax"分别将该图置于底部和顶部，默认置于底部。

panel.first, 表示指定一种变换函数，常常用于绘制背景网格和三维散点图的平滑处理。 该函数的其中一个参数应该是pmat矩阵变换。

along, 表示指定绘制ribbons图的方向，c(“x”, “y”, “xy”)其中之一，表示ribbons平行x轴，y轴或xy平面。

curtain, 为逻辑值，TRUE表示ribbon或persp将紧挨着panels。

space, 为数值，表示指定bar/ribbons之间的空白间隙量，对应hist3D(), 则介于[0, 0.9]之间。对于ribbon3D(), 则介于[0.1, 0.9]之间。也可以是2个长度的向量，分别表示x,y方向的空白间隙量。

bty, 表示指定box类型， 默认仅仅画背景panels, 只有当persp()中的box=TRUE时才有效。其它与perspbox() 函数中一致。bty = c(“b”, “b2”, “f”, “g”, “bl”, “bl2”, “u”, “n”)其中之一。

lighting, 逻辑值或列表指定，表示对曲面网格打光，FALSE则不打光，TRUE或list指定都会打光，则网格颜色可能变明亮，list必须用下面的颜色空间指定：ambient环境光, diffuse漫反射, specular镜面反射, exponent颜色数字, sr阳光反射指数, alpha透明度,

shade, 表示指定阴影指数，与persp()中一样。

ltheta, lphi, 表示指定打光方向，与persp()中一样。

inttype, 表示指定多边形网格的插值类型，每个网格的显示由4个角点的坐标和1个颜色决定，共3种插值类型：inttype = 1(默认)与persp()曲面一致，z值表示每个网格4个角点的z轴坐标。如果指定了colvar参数，则将其colvar值重新计算到每个网格的中间，所以colvar维度必须是(nx-1)(ny-1),且平均值取自源数据(nx和ny分别是x和y点的数量), 这将使颜色分布和阴影过渡更加平滑。inttype = 1时,colvar中的NA值将在均值计算期间被使用，这将使NA对应的网格区域变大。inttype = 3为另一种设置，除了NA值的处理不一样，其它跟inttype = 1一致，NA不会带入平均值计算过程中，这样会使NA对应的网格区域变小。inttype = 2设置表示另一种插值方法，当colvar参数被指定的时候，这种设置使用得很频繁。这种插值方法中，颜色过渡不会平滑处理。它假定z的值和colvar的值都定义在网格的中心的位置，为了对网格作色，x,y,z对应的panels将扩大。grid数量增大到(nx+1)*(ny+1)。当colvar被指定时，这将使曲面上的z数据比源数据过渡更加平滑。这种插值更加适用于颜色变量colvar存在NA值的情况，因为取平均值过程会增加NA对应的网格区域。

opaque.top, 为逻辑值，表示3D直方图中(设置alpha透明)，bars顶面是否透明，TRUE则不透明，默认FALSE表示透明。

zmin, 表示3D直方图中，设置bars的底面位置，默认NULL表示底面将处在zmin位置上。

…, 其它绘图参数，与persp()函数中参数一致。包括：xlim, ylim, zlim, xlab, ylab, zlab,main, sub, r, d, scale, expand, box, axes, nticks, ticktype。还有perspbox()中一些参数：col.axis, col.panel,lwd.panel, col.grid, lwd,grid。还有公共参数: alpha设定绘图对象的透明度(从0到1)，lty, lwd分别设置网格边线的线型和线宽(仅当border 不是NA)

注意：xlim, ylim, zlim仅仅表示设定坐标轴的显示范围，超出xlim,ylim, zlim范围的图形对象也会被绘制出来。如果要设定绘制图形对象的范围，使用plotdev()函数。

3.2

 persp3D()

比较persp3D与persp函数的参数：

参数比较结果：

persp3D中的xlim, ylim, zlim, 不一样，仅仅用于指定坐标轴的显示范围，而persp中需要覆盖住图形的范围。

persp3D中增加了颜色标度断点参数breaks, 以进行着色。

persp3D中增加了参数facets参数，表示是否显示网格面，可以不显示网格面，只显示网格线。

persp3D中增加了颜色参数和图例参数: colvar，NAcol, colkey。

persp3D中增加了lighting参数(是否打光，打光类型)，而persp中只有shade参数。

persp3D中增加了image和contour参数，可以插入一个平面图。

persp3D中增加了resfac 参数，表示指定各个方向的分辨率因子。

persp3D中增加了inttype 参数，表示可以设置网格插值类型。

persp3D中增加了curtain 参数， 表示是否紧挨着panels。

persp3D中增加了图例相关的参数: clab图例标题内容, clim图例显示范围，能自动添加图例。

persp3D(z = volcano, contour = list(side = "z", dDepth = 0.))设定等高线深度。