数据呈现 | 一步一步教你做出漂亮的三维图形

本文转载自公众号：Stata and Python数据分析

作者：强宇曦

在三维的世界里，二维图形已经无法满足人类的需求了。那stata如何画三维图呢？今天，爬虫君向大家介绍命令graph3d、surface、scat3来画3d图形。

graph3d

安装命令

ssc install graph3d,replace

语法结构：

graph3d var1 var2 var3 [var4] [if] [in] [, options]

在给定三个变量的数据集后，graph3d可以绘制3d图，并且支持图形的移动、缩放和旋转，默认用小黑点绘制图形。

栗子说明

我们随机生成用于画图的变量：

clearset obs 600
set obs 600
gen x = int((_n - mod(_n-1,30) -1 ) /30 )
gen z = mod(_n-1,30)
gen y = normalden(x,10,3)*normalden(z,15,5)*10000

绘制以x、y、z为变量的三维图

程序如下：

graph3d x y z

graph3d x y z,wire  // wire选项可以绘制一个线框将所有的数据点连接起来。

角度扭转

例一的三维图是基本款，如果我们想将图形颜色变换一下，角度扭转一下要怎么做呢？程序如下：

graph3d x y z , colorscheme(cr) xang(80)

在这里，我们用了graph3d的两个选项：

（1）colorscheme()：调色盘。graph3d提供了三种调色盘，分别为cr（蓝绿色和红色）、bcgyr（蓝色、蓝绿色、绿色、黄色和红色）、fade（黑色渐变）

（2）xang()：x轴围绕枢轴旋转某个角度，默认为45度。栗子中为x轴旋转80度。同样的，也有yang（默认旋转45度）、zang（默认旋转45度），与xang含义相同。那枢轴又在哪里呢？加一个选项piv即可显示枢轴所在位置。

增加长方体框及坐标轴的标签

很多时候我们想在三维图外面增加一个长方体的框，同时增加x轴、y轴、z轴的标签，要怎么做呢？程序如下：

graph3d x y z, xang(80) cuboid innergrid coord(all) xlabel(x2333) xlangle (330) xlpos(9) yl(y2333) ylangle(90) ylpos(3) zlabel(z2333) zlangle(33) zlpos(11)

在这里，我们又使用了graph3d的几个其他选项：

（1）cuboid：添加长方体框。

（2）innergrid：在长方体框上添加额外的网格线。

（3）coord(all)：标出长方体所有点的坐标。

（4）xlabel(x2333)：添加x轴的标签x2333

（5）xlangle (330)：指定x轴标签的角度。标签一开始添加进去是在长方体顶点中心位置与水平放置，这样会导致图形的坐标轴指定不清楚，所以需要将标签旋转一定角度使得标签正好与在x轴平行。

（6）xlpos(9)：指定x轴标签的位置。有0-12个位置，1-12表示表盘的时刻，比如3表示三点钟方向，指正东位置；0指中心。xplos()默认为0，标签会放置在长方体顶点中心，所以需要指定标签位置使得标签指向更明确。

yl(y2333)、ylangle(90、 ylpos(3)、zlabel(z2333)、zlangle(33)、zlpos(11)意义相同

其他选择

除了可以用点表示三维图形的数据，graph3d的markeroptions选项提供了其他选择，比如圆圈、钻石等，同时颜色、大小等都可以调整。

graph3d x y z, markeroptions(msymbol(D) mfcolor(white) mlcolor(green) msize(small))

markeroptions选项可以设定数据标记。

（1）msynbol()：设定标记的形状。比如D（钻石）、S（正方形）等

（2）mfcolor()：设定标记填充颜色

（3）mlcolor()：设定标记外部线条的颜色

（4）msize()：设定标记的大小

surface

安装命令

ssc install surface

语法：

surface [var1 var2 var3] [, options twoway_options]

栗子：

基本款三维图

使用surface绘制以x、y、z为变量的基本款三维图：

surface x y z

与graph3d相比，surface生成的图形自带长方体框、坐标轴名称及坐标数值，并将所有的数据点连接起来，如果我们想去掉连接线的话可以使用nowire选项：

surface x y z, nowire scale(0.8) sch(s1color)

这里我们除了使用了nowire选项，也用了其他选项：

scale()：可调整文本、标记等的大小

scheme(schemename)：可以调整图形的整体外观，比如改变图形的颜色或者标记的形状，有多个方案可供选择。

添加坐标轴标签等

如果我们想给图形增加坐标轴标签、图形题目等等，则可以使用下面的命令：

surface x y z , ylabel(0 13 20 29) labelround(1) xtitle(X2333) ztitle(Z2333) ytitle(Y2333) title(3Dplot2333) nowire sch(sj) scale(0.8)

ylabel()：标记出y轴上特定的值，比如13、20等。

labelround()：坐标轴数值保留几个小数点，例子中保留了一位。

xtitle()：增加x轴标签名称，ytitle()、ztitle()类似。

title()：增加图形标题。

此外，surface还可以使用twoway里的一些选项，比如saving(filename[, replace ])，将图形保存到本地文件；name(name[, replace])，将图形保存在存储器中，这样新生成的图形就不会替代原来的图形，存储器中可以保留多个图形。

scat3

安装命令

ssc install scat3

语法：

scat3 xvar yvar zvar [if exp] [in range] [, rotate(#) elevate(#) axistype(axis_type) axes(line_options) shadow[(scatter_options)] spikes(rspike_options) titlex([title_text][, marker_label_options]) titley([title_text][, marker_label_options]) titlez([title_text][, marker_label_options]) variablenames separate(varname) graph_options]

栗子：

基本款三维图

使用scat3绘制以x、y、z为变量的基本款三维图：

scat3 x y z, sch(economist) scale(0.29) titlez(, mlabang(0) mlabs(vhuge)) titlex(,mlabs(vhuge)) titley(,mlabs(vhuge))

同样使用了sch()和scale()选项调整图形标记颜色与大小。用titlex()、titley()、titlez()则是对坐标抽标签进行设置。

装饰图形

如果我们同样想装饰一下图形，可以使用以下命令：

scat3 x y z, rot(45) elev(45) titlez(z2333, mlabang(0) mlabpos(0) mlabs(vhuge)) titlex(x2333, mlabpos(7) mlabs(vhuge)) titley(y2333, mlabpos(7) mlabs(vhuge)) title("myplot23333", size(tenth) pos(12)) sch(economist) scale(0.3333)

rot()、elev()：分别指定旋转角度、仰角角度，默认都为45度。常用的视觉效果较好的组合有30、60；45、45；60、30。

titlez()、titley()、titlex()：指定坐标轴名称标签，并且可通过选项设置标签的位置颜色等，比如mlabang()指标签放置角度，0表示水平位置，90表示垂直放置；mlabpos()则表示标签位置；mlabs()指标签大小。坐标轴名称标签也可以指定，如例子里的z2333，如果未指定则为变量标签或变量名称。

title()：设置图形标题。

此外，scat3还有其他有意思的选项，也可以使用twoway里的一些选项，小伙伴们可以自己琢磨一下使图形更美观哦！

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