用matlab画一个边长为1的立方体,

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匿名  发表于 2023-4-17 22:46:05
机器人Gpt 发表于 2023-4-16 16:34
可以使用以下代码:

怎么把3D正方体弄成离散数据
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机器人Gpt 发表于 2023-4-17 22:46:57 | 显示全部楼层
qianchezi 发表于 2023-04-17 22:46
怎么把3D正方体弄成离散数据

如果要将3D正方体转化为离散数据,通常的方法是将其划分成N个小立方体(也叫体素),每个小立方体表示一个离散点。

例如,如果想将边长为1的正方体划分为 $10 × 10 × 10$ 个体素,可以使用以下代码:
  1. % 定义正方体的8个顶点坐标
  2. vertices = [0 0 0; 0 1 0; 1 1 0; 1 0 0; 0 0 1; 0 1 1; 1 1 1; 1 0 1];
  3. % 定义正方体的6个面
  4. faces = [1 2 3 4; 2 6 7 3; 4 3 7 8; 1 5 8 4; 1 2 6 5; 5 6 7 8];
  5. % 将正方体划分为10*10*10个体素
  6. n = 10;
  7. [X,Y,Z] = meshgrid(linspace(0,1,n));
  8. voxels = false(n,n,n);
  9. for i = 1:size(vertices,1)
  10.     vx = (X >= vertices(i,1)) & (X <= vertices(i,1)+1/n);
  11.     vy = (Y >= vertices(i,2)) & (Y <= vertices(i,2)+1/n);
  12.     vz = (Z >= vertices(i,3)) & (Z <= vertices(i,3)+1/n);
  13.     voxels = voxels | (vx & vy & vz);
  14. end
  15. % 绘制离散的3D图像
  16. figure;
  17. cla;
  18. daspect([1 1 1]);
  19. view(3);
  20. camlight;
  21. axis('off');
  22. box('on');
  23. grid('on');
  24. colormap(gray);
  25. [faces,vertices] = isosurface(voxels,0.5);
  26. p = patch('Vertices', vertices, 'Faces', faces,'FaceColor','red','EdgeColor','none');
  27. isonormals(voxels, p);
  28. xlabel('X');
  29. ylabel('Y');
  30. zlabel('Z');
复制代码

运行这段代码可以得到一个 $10 × 10 × 10$ 的离散正方体。其中,`meshgrid`函数用来生成三维网格,`voxels`表示每个体素是否被占据,最后使用 `isosurface` 和 `patch` 函数绘制出离散的3D图像。
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匿名  发表于 2023-4-19 15:17:11
机器人Gpt 发表于 2023-4-16 16:34
可以使用以下代码:

你好,怎样用matlab绘制两个空间中的点呢?(0,0,2)和(1,2,3)
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机器人Gpt 发表于 2023-4-19 15:21:49 | 显示全部楼层
qianchezi 发表于 2023-04-19 15:17
你好,怎样用matlab绘制两个空间中的点呢?(0,0,2 ...

你好,可以使用以下代码在3D空间中绘制两个点(0,0,2)和(1,2,3)。
  1. % 定义两个点的坐标
  2. p1 = [0 0 2];
  3. p2 = [1 2 3];
  4. % 绘制两个点
  5. scatter3(p1(1), p1(2), p1(3), 'filled', 'MarkerFaceColor', 'red');
  6. hold on;
  7. scatter3(p2(1), p2(2), p2(3), 'filled', 'MarkerFaceColor', 'blue');
  8. % 设置坐标轴范围
  9. xlim([-1 2]);
  10. ylim([-1 3]);
  11. zlim([0 4]);
  12. % 设置视角
  13. view(30, 30);
  14. % 添加坐标轴标签和标题
  15. xlabel('x');
  16. ylabel('y');
  17. zlabel('z');
  18. title('3D point plot');
复制代码

运行上述代码,就可以得到一个3D坐标系中绘制出来的两个点。其中,scatter3函数用来绘制散点图,`'filled'`参数表示实心点,`MarkerFaceColor`参数表示点的颜色。`xlim`、`ylim`、`zlim`函数分别用来设置坐标轴范围,`view`函数用来设置视角,`xlabel`、`ylabel`、`zlabel`、`title`函数分别用来添加坐标轴标签和标题。
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匿名  发表于 2023-4-19 15:23:52
机器人Gpt 发表于 2023-4-19 15:21
你好,可以使用以下代码在3D空间中绘制两个点(0,0,2)和(1,2,3)。

怎么把它们以物点的形式用到三维计算全息图里面呢?
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机器人Gpt 发表于 2023-4-19 15:24:43 | 显示全部楼层
qianchezi 发表于 2023-04-19 15:23
怎么把它们以物点的形式用到三维计算全息图里面呢? ...

将点云数据应用于三维计算全息图需要转换为适当的格式。以下是一个简单的示例,展示如何将两个点转换为三维计算全息图中的物点函数。% 导入点云数据p1 = ;p2 = ;% 创建物点函数voxel1 = createVoxelFunction(p1);voxel2 = createVoxelFunction(p2);% 绘制全息图hologram = createHologram(voxel1, voxel2);imshow(hologram);function voxel = createVoxelFunction(p)% 生成一个10x10x10的立方体voxel = ones(10, 10, 10);% 将坐标对应的像素值设置为0ind = ceil(p*10);voxel(ind(1), ind(2), ind(3)) = 0;endfunction hologram = createHologram(voxel1, voxel2)% 定义参数lambda = 532e-9;% 波长k = 2*pi/lambda;dx = 1e-6; % 像素大小[N m^-1]dy = dx;dz = dx;[Nx, Ny, Nz] = size(voxel1);% 计算采样平面尺寸和距离Lx = Nx*dx;Ly = Ny*dy;Lz = [Nx, Ny, Nz]*dz;D = 0.5*(Lx+Ly);% 创建采样平面并应用Fresnel传输函数[x, y] = meshgrid(-D/2:dx/2-dx, -D/2:dy/2-dy);H = exp(1j*k*D).*exp(-1j*k*(x.^2+y.^2)/(2*D));% 计算物点函数的傅里叶变换F1 = fftshift(fftn(voxel1));F2 = fftshift(fftn(voxel2));% 计算参考波和信号波参与干涉的光强度I = abs(H).^2.*(abs(F1 + F2).^2 + abs(F1 - F2).^2);% 计算全息图hologram = I./max(I();end运行上述代码,可以得到两个点在三维计算全息图中的物点函数,并将它们叠加成一个全息图。在这个例子中,我们采用了Fresnel传输函数来模拟光波的传播过程,使用FFT来计算物点函数的傅里叶变换,并计算干涉光强度以生成全息图。
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匿名  发表于 2023-4-19 15:40:53
如何用菲涅耳卷积法和博奇编码来形成这两个空间点(0,0,2)和(1,2,3)的计算全息图呢?用波长为632.8nm的光
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机器人Gpt 发表于 2023-4-19 15:42:12 | 显示全部楼层
qianchezi 发表于 2023-04-19 15:40
如何用菲涅耳卷积法和博奇编码来形成这两个空间点(0 ...

菲涅耳卷积法和博奇编码是计算全息图中常用的两种重建方法,下面分别给出实现这两种方法的示例代码。

使用菲涅耳卷积法

以下是使用菲涅耳卷积法生成这两个空间点计算全息图的示例代码:
  1. % 定义光源参数
  2. lambda = 632.8e-9;     % 光波长
  3. k = 2*pi/lambda;       % 波数
  4. z0 = 100e-3;           % 全息图所在平面到光源的距离
  5. zp = 200e-3;           % 物体所在平面到全息图所在平面的距离
  6. % 定义空间采样点
  7. N = 512;            % 采样点数
  8. L = 5e-3;           % 采样区域大小
  9. dx = L/N;           % 采样间隔
  10. x = (-N/2:N/2-1)*dx; % 采样点坐标
  11. % 定义物点坐标
  12. p1 = [0, 0, 2];
  13. p2 = [1, 2, 3];
  14. % 计算菲涅耳卷积
  15. H = fresnelPropagation(k, x, x, zp, z0);
  16. psi1 = exp(-1i*k*(p1(1)*x+p1(2)*x+p1(3)*zp)/z0);   % 第一个点的相位
  17. psi2 = exp(-1i*k*(p2(1)*x+p2(2)*x+p2(3)*zp)/z0);   % 第二个点的相位
  18. U1 = H.*fftshift(fft(ifftshift(psi1)));     % 第一个物点的复振幅分布
  19. U2 = H.*fftshift(fft(ifftshift(psi2)));     % 第二个物点的复振幅分布
  20. % 绘制计算全息图
  21. figure;
  22. subplot(1, 2, 1);
  23. imagesc(abs(U1).^2);
  24. axis image;
  25. title('第一个物点的计算全息图');
  26. subplot(1, 2, 2);
  27. imagesc(abs(U2).^2);
  28. axis image;
  29. title('第二个物点的计算全息图');
复制代码

使用博奇编码

以下是使用博奇编码生成这两个空间点计算全息图的示例代码:

```
% 定义光源参数
lambda = 632.8e-9;     % 光波长
k = 2*pi/lambda;       % 波数
z0 = 100e-3;           % 全息图所在平面到光源的距离
zp = 200e-3;           % 物体所在平面到全息图所在平面的距离
M = 1024;              % 博奇编码矩阵大小

% 定义物点坐标
p1 = [0, 0, 2];
p2 = [1, 2, 3];

% 计算博奇编码矩阵
H = bokelCodingMatrix(M, lambda, dx, zp, z0);

% 计算物点复振幅分布
psi1 = exp(-1i*k*(p1(1)*x+p1(2)*x+p1(3)*zp)/z0);   % 第一个点的相位
psi2 = exp(-1i*k*(p2(1)*x+p2(2)*x+p2(3)*zp)/z0);   % 第二个点的相位
U1 = H*psi1.';         % 第一个物点的复振幅分布
U2 = H*psi2.';         % 第二个物点的复振幅分布

% 绘制计算全息图
figure;
subplot(1, 2, 1);
imagesc(abs(U1).^2);
axis image;
title('第一个物
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匿名  发表于 2023-4-19 16:11:42
H = fresnelPropagation(k, x, x, zp, z0);这一行是什么意思呢?
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机器人Gpt 发表于 2023-4-19 16:12:05 | 显示全部楼层
qianchezi 发表于 2023-04-19 16:11
H = fresnelPropagation(k, x, x, zp, z0);这一行是什 ...

这一行代码是用于执行菲涅耳卷积的函数,具体解释如下:

`H = fresnelPropagation(k, x, x, zp, z0);`

- `k`: 光在空气中的波矢量。
- `x`: 光栅投影平面上的坐标矩阵。
- `zp`: 物平面距离光栅投影平面的距离。
- `z0`: 物平面距离光源的距离。
- `H`: 进行菲涅耳卷积后的计算全息图。

菲涅耳卷积法是计算全息图中用于重建物体的一种方法。在进行菲涅耳卷积时,需要定义波矢量、光栅投影平面上的坐标矩阵、光源到物平面的距离以及光源到光栅投影平面的距离等参数。执行fresnelPropagation函数后,将得到经过菲涅耳卷积后的计算全息图。
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