rgl：使用彩色面、顶点和线绘制立方体

为了演示3D中线性变换的效果，

x->A x

，我想画一个立方体，并在

A

下显示其变换。为此，我需要分别为每个面着色，并显示每个面的顶点和轮廓线

我不知道如何为面使用不同的颜色，以及如何使其更通用，这样我就不必为变换下的结果重复所有步骤

我尝试的是：

library(rgl)
c3d <- cube3d(color=rainbow(6), alpha=0.5)
open3d()
shade3d(c3d)
points3d(t(c3d$vb), size=5)
for (i in 1:6)
    lines3d(t(c3d$vb)[c3d$ib[,i],])

这使得：

---

是否有一些方法可以简化此过程并使其更为普遍有用？

在

rgl

中，在绘制基本体形状时，将颜色应用于顶点，而不是面。面通过在顶点处插值颜色来着色

但是，

cube3d（）

不是一个基本形状，它是一个“网格”。它被绘制为6个独立的四边形。每个顶点使用3次

它并没有真正的文档记录，但颜色的使用顺序是前4个用于一张脸，然后下4个用于下一张脸，以此类推。如果您希望您的颜色是

rainbow（6）

，您需要将每种颜色复制4次：

library(rgl)
c3d <- cube3d(color=rep(rainbow(6), each = 4), alpha = 0.5)
open3d()
shade3d(c3d)
points3d(t(c3d$vb), size = 5)
for (i in 1:6)
    lines3d(t(c3d$vb)[c3d$ib[,i],])

这就形成了这个形状：

以下哪一项转化为：

A <- matrix(c( 1, 0, 1, 0, 2, 0,  1, 0, 2), 3, 3)
trans <- transform3d(sphere, A)
open3d()
shade3d(trans)

---

A我问题的第二部分——如何将其概括一点——没有得到回答。下面是一个简单的函数，我现在使用它使这些步骤可重用

# draw a mesh3d object with vertex points and lines
draw3d <- function(object, ...) {
    shade3d(object, ...)
    vertices <- t(object$vb)
    indices <- object$ib
    points3d(vertices, size=5)
    for (i in 1:ncol(indices))
        lines3d(vertices[indices[,i],])
}

#使用顶点和线绘制mesh3d对象
draw3d（注意：我使用的是
rgl版本0.96.0
。如果我的内存正确，
wire3d（）
和
dot3d（）
规则已更改）

在创建类
mesh3d
对象时提供颜色信息不是一个好主意，因为
shade3d（）
、
wire3d（）
和
dot3d（）
以不同的方式使用它。在绘制对象时，最好为plot函数提供颜色信息

例如
shade3d（）规则（很简单）
plot3d(cube3d(scaleMatrix(1.2,1.2,1.2)), alpha=0)
text3d(t(cube3d()$vb[1:3,]*1.05), texts=1:8)  # indices
dot3d(cube3d(), col=1:8, size=8)

unique(c(cube3d()$ib))
# [1] 1 3 4 2 7 8 6 5


wire3d规则（复杂而可怕……；编辑）
text3d(t(cube3d()$vb[1:3,]*1.05), texts=1:8, font=2)  # indices
wire3d(cube3d(), col=c(rep(2,6), rep(3,6), rep(4,6), rep(5,6), rep(6,6), rep(7,6)))
# I gave each color 6 times.

index  1       3       4       2       1
ib$[1,1] - [2,1] - [3,1] - [4,1] - [1,1] - NA
 col   2       2       2       2       2    2  # Why NA uses a color!!??

index  3       7      8    4 (skipped) 3       # the line already has been drawn, skipped.
ib$[1,2] - [2,2] - [3,2] - [4,2] - [1,2] - NA; 
 col   3       3      3    3 (skipped) 3    3

index 2 (sk)   4 (sk)  8       6      2
ib$[1,3] - [2,3] - [3,3] - [4,3] - [1,3] - NA; 
 col 4  (sk)   4 (sk)  4       4       4    4,   and so on.

plot3d(cube3d(scaleMatrix(1.2,1.2,1.2)), alpha=0)
text3d(t(cube3d()$vb[1:3,]*1.05), texts=1:8)  # indices
dot3d(cube3d(), col=1:8, size=8)

unique(c(cube3d()$ib))
# [1] 1 3 4 2 7 8 6 5

在一个
ib
的
col
中，一个顶点只有一种颜色（例如，在
ib[，1]
，Index3的颜色信息同时使用1-3和3-4。当已经绘制线时，将跳过该线。使用
wire3d（）绘制不同颜色的线太难了（某些图案是不可能的）
。如果您想这样做，最好使用
lines3d（）
或
segments3d（）


dot3d规则
plot3d(cube3d(scaleMatrix(1.2,1.2,1.2)), alpha=0)
text3d(t(cube3d()$vb[1:3,]*1.05), texts=1:8)  # indices
dot3d(cube3d(), col=1:8, size=8)

unique(c(cube3d()$ib))
# [1] 1 3 4 2 7 8 6 5

如果给出
col=1:8
，则不是index2而是index3变成
col=2
（
red
）。
因此，
col=c（“col1”，“col2”，“col8”）[唯一（c（object$ib））
意味着index1是
col1
，index2是
col2

如果能将这种颜色行为记录下来，那就太好了。如何画点和线也不明显。也许我的例子可以用来说明这些事情。为什么不在文档中提交一个补丁呢？
plot3d(cube3d(scaleMatrix(1.2,1.2,1.2)), alpha=0)
text3d(t(cube3d()$vb[1:3,]*1.05), texts=1:8)  # indices
shade3d(cube3d(), col=c(rep(2,4), rep(3,4), rep(4,4), rep(5,4), rep(6,4), rep(7,4)), alpha=0.8)
                #  ib[1:4, 1]  [1:4, 2]  [1:4, 3]  [1:4, 4]  [1:4, 5]  [1:4, 6]
              # index 1,3,4,2  3,7,8,4   2,4,8,6, ...

text3d(t(cube3d()$vb[1:3,]*1.05), texts=1:8, font=2)  # indices
wire3d(cube3d(), col=c(rep(2,6), rep(3,6), rep(4,6), rep(5,6), rep(6,6), rep(7,6)))
# I gave each color 6 times.

index  1       3       4       2       1
ib$[1,1] - [2,1] - [3,1] - [4,1] - [1,1] - NA
 col   2       2       2       2       2    2  # Why NA uses a color!!??

index  3       7      8    4 (skipped) 3       # the line already has been drawn, skipped.
ib$[1,2] - [2,2] - [3,2] - [4,2] - [1,2] - NA; 
 col   3       3      3    3 (skipped) 3    3

index 2 (sk)   4 (sk)  8       6      2
ib$[1,3] - [2,3] - [3,3] - [4,3] - [1,3] - NA; 
 col 4  (sk)   4 (sk)  4       4       4    4,   and so on.

plot3d(cube3d(scaleMatrix(1.2,1.2,1.2)), alpha=0)
text3d(t(cube3d()$vb[1:3,]*1.05), texts=1:8)  # indices
dot3d(cube3d(), col=1:8, size=8)

unique(c(cube3d()$ib))
# [1] 1 3 4 2 7 8 6 5