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一个单叶双曲面(Hyperboloid of one sheet)与两个正交平面相交的 3D 效果图
上传时间:2026-02-12 21:07:48
  • 一个单叶双曲面(Hyperboloid of one sheet)与两个正交平面相交的 3D 效果图
作品简介

1. 数学模型:单叶双曲面

代码的核心绘图公式是:x = x, \quad y = \sqrt{1+x^2} \cdot \cos(\theta), \quad z = \sqrt{1+x^2} \cdot \sin(\theta)

这对应于标准的单叶双曲面方程:y^2 + z^2 - x^2 = 1。

  • 参数变量x 控制沿 X 轴的长度,y (代码中的 domain y) 控制旋转角度 $\theta$。

2. 颜色映射 (Colormap)

在导言区,作者自定义了一个名为 cm 的渐变色,主要色调为红色系

  • 通过 point meta={z-abs(0.2*x+y)} 动态计算颜色。这意味着颜色的分布不仅取决于高度,还取决于一个关于 $x$ 和 $y$ 的线性组合,使曲面看起来有明暗变化。

3. 分层渲染逻辑(解决遮挡)

在 LaTeX 的 pgfplots 中,由于其 3D 引擎较弱,无法自动完美处理复杂的物体前后遮挡。这段代码巧妙地将图形拆解为几部分依次绘制:

  • Lower Part (z < 0):先画下半部分。

  • Horizontal/Vertical Planes:在中间穿插绘制两个浅蓝色 (cyan) 的平面(水平面 $z=0$ 和垂直面 $x=1$)。

  • Upper Part (z > 0):最后覆盖上上半部分。

    这种 “三明治” 画法模拟了平面切过曲面的视觉效果。

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  • 作  者: LaTeXer 关注 已关注
  • 测试平台:texlive
  • 编译方式:pdflatex
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