如何通过在 R 或 MATLAB 中一次添加每个点来制作 3D 散点图动画

Question

我有一组 3D 坐标 here。数据有 52170 行和 4 列。每行代表一个点。第一列是点索引号，从 1 增加到 52170。第二列到第四列分别是 x、y 和 z 轴的坐标。前10行如下：

seq    x               y        z
1   7.126616    -102.927567 19.692112
2   -10.546907  -143.824966 50.77417
3   7.189214    -107.792068 18.758278
4   7.148852    -101.784027 19.905006
5   -14.65788   -146.294952 49.899158
6   -37.315742  -116.941185 12.316169
7   8.023512    -103.477882 19.081482
8   -14.641933  -145.100098 50.182739
9   -14.571636  -141.386322 50.547684
10  -15.691803  -145.66481  49.946281

我想创建一个 3D 散点图，其中使用 R 或 MATLAB 将每个点按顺序添加到该图中。先添加第一行代表的点，再添加第二行代表的点，...，一直到最后一个点。

另外，我想控制加点的速度

对于二维散点图，我可以使用以下代码：

 library(gganimate)
 x <- rnorm(50, 5, 1)
 y <- 7*x +rnorm(50, 4, 4)
 ind <- 1:50
 data <- data.frame(x, y, ind)

ggplot(data, aes(x, y)) + geom_point(aes(group = seq_along(x))) + transition_reveal(ind)

但我找不到有关如何为 3D 散点图执行此操作的信息。谁能告诉我如何做到这一点？谢谢。

Answer 1

这是 MATLAB

的答案

在一般情况下，动画图（或 3d 图、散点图、曲面或其他图形对象）可以按照相同的方法完成：

执行第一个 plot/plot3/scatter/surf，并检索其句柄。第一个图可以包含第一个 "initial" 组点，甚至可以为空（使用 NaN 值创建具有 invisible 数据点的图）。
设置轴限制和所有其他将被修复的可视化选项（视角、摄像机角度、闪电...）。无需设置动画过程中会演化的选项。
在循环中，更新绘图对象属性的最小集合：XData、YData（ZData 如果是 3D 绘图，CData 如果绘图对象有一些并且您想为颜色设置动画）。

下面的代码是上述方法的实现，适用于您的情况：

%% Read data and place coordinates in named variables
csvfile = '3D scatter plot.csv' ;
data = csvread(csvfile,2) ;
% [optional], just to simplify notations further down
x = data(:,2) ;
y = data(:,3) ;
z = data(:,4) ;

%% Generate empty [plot3] objects
figure
% create an "axes" object, and retrieve the handle "hax"
hax = axes ;
% create 2 empty 3D point plots:
% [hp_new]   will contains only one point (the new point added to the graph)
% [hp_trail] will contains all the points displayed so far
hp_trail  = plot3(NaN,NaN,NaN,'.b','Parent',hax,'MarkerSize',2) ;
hold on
hp_new    = plot3(NaN,NaN,NaN,'or','Parent',hax,'MarkerSize',6,'MarkerEdgeColor','r','MarkerFaceColor','g','LineWidth',2) ;
hold off

%% Set axes limits (to limit "wobbling" during animation)
xl = [min(x) max(x)] ;
yl = [min(y) max(y)] ;
zl = [min(z) max(z)] ;
set(hax, 'XLim',xl,'YLim',yl,'ZLim',zl)

view(145,72)    % set a view perspective (optional)

%% Animate
np = size(data,1) ;

for ip=1:np
    % update the "new point" graphic object
    set( hp_new , 'XData',x(ip), 'YData',y(ip), 'ZData',z(ip) )

    % update the "point history" graphic object
    % we will display points from index 1 up to the current index ip
    % (minus one) because the current index point is already displayed in
    % the other plot object
    indices2display = 1:ip-1 ;
    set(hp_trail ,...
        'XData',x(indices2display), ...
        'YData',y(indices2display), ...
        'ZData',z(indices2display) )

    % force graphic refresh
    drawnow

    % Set the "speed"
    % actually the max speed is given by your harware, so we'll just set a
    % short pause in case you want to slow it down
    pause(0.01) % <= comment this line if you want max speed
end

这将产生：

如何通过在 R 或 MATLAB 中一次添加每个点来制作 3D 散点图动画

How to animate 3D scatter plot by adding each point at a time in R or MATLAB

matlab

animation

r

ggplot2

gganimate