在曲面上找到轮廓的确切坐标并在 R 中手动绘制

编程问答 2022-06-02

问题描述

我正在绘制曲面图并想使用 plotly“手动”绘制轮廓线。在下面的代码中我：

  • 模拟绘制曲面图的数据
  • 使用 contoureR 包计算特定 z 级的等高线坐标
  • 绘制曲面图和等高线
# Load packages
library(plotly) # for interactive visualizations
library(contoureR) # for calculating contour coordinates

# Simulate the data for plotting
x <- y <- seq(from = 0,to = 100,by = 1)
z1 <- outer(X = x,Y = y,FUN = function(x,y) x^0.2 * y^0.3) # data for surface plot

# Obtain coordinates of contour for z = 5
z_level <- 5
r <- contourLines(x = x,y = y,z = z1,levels = z_level)

plot_ly(
  type = "surface",x = x,) %>%
  add_trace(
    type = "scatter3d",x = r[[1]]$x,y = r[[1]]$y,z = z_level
  )

contour_line1

我知道这些都是近似值，因此我还尝试将 x 生成的 y 和 contourLines() 坐标传递给用于创建上述 z1 的公式并使用相应的值绘制我的等高线（而不是使用 z_level = 5，但我仍然没有获得所需的结果：

plot_ly(
  x = x,type = "surface"
) %>%
  add_trace(
    type = "scatter3d",z = r[[1]]$x^0.2*r[[1]]$y^0.3
  )

contour_line2

我也知道 plotly 使我能够绘制特定的轮廓线（请参阅我的问答：Add a permanent contour line to a surface plot in R plotly）。但是，我想自己绘制轮廓线（在获取它们的坐标后），以便它可以通过光标“拉”并在我将鼠标悬停在其上时向我显示工具提示信息。理想情况下，如果有一种方法可以获得由 plotly 本身计算的轮廓线坐标，那就太好了。

感谢您的帮助。

解决方法

我找到了两个解决这个问题的方法。

方案一：转置z1矩阵

@nirgrahamuk 给了我第一个解决方案，它包括转置 z1 矩阵：

library(plotly) # for interactive visualizations

# Simulate the data for plotting
x <- y <- seq(from = 0,to = 100,by = 1)
z1 <- outer(X = x,Y = y,FUN = function(x,y) x^0.2 * y^0.3) # data for surface plot

# Obtain coordinates of contour for z = 5
z_level <- 6
r <- contourLines(x = x,y = y,z = z1,levels = z_level)

plot_ly(
  type = "surface",z = t(z1),# *** WE TRANSPOSE THE MATRIX HERE! ***
) %>%
  add_trace(
    type = "scatter3d",x = r[[1]]$x,y = r[[1]]$y,z = z_level
  )

解决方案 2：使用 isoband 包

第二种解决方案是用isoband::isolines()函数计算等高线坐标：

library(plotly) # for interactive visualizations
library(isoband) # for find contour lines coordinates

# Simulate the data for plotting
x <- y <- seq(from = 0,y) x^0.2 * y^0.3) # data for surface plot

# Obtain coordinates of contour for z = 5
z_level <- 6
r <- isolines(x = x,# *** WE USE THE isolines() FUNCTION HERE ***
              y = y,) %>%
  add_trace(
    type = "scatter3d",z = z_level
  )
contourplotlyrrr-plotlysurface