关于图：MATLAB scatter3，plot3速度差异

MATLAB scatter3, plot3 speed discrepencies

这是关于MATLAB如何花费截然不同的时间绘制同一件事的原因，以及原因。

我在3D空间中产生10000点：

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X = rand(10000, 1);
Y = rand(10000, 1);
Z = rand(10000, 1);

然后，我使用四种不同方法之一对此进行绘制，以创建如下所示的图：

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我关闭了所有数字并清除了每次运行之间的工作空间，以确保公平。

使用scatter3进行批量绘图：

1 2	>> tic; scatter3(X, Y, Z); drawnow; toc Elapsed time is 0.815450 seconds.

使用scatter3进行个别绘图：

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>> tic; hold on;
for i = 1:10000
scatter3(X(i), Y(i), Z(i), 'b');
end
hold off; drawnow; toc
Elapsed time is 51.469547 seconds.

使用plot3进行批量绘图：

1 2	>> tic; plot3(X, Y, Z, 'o'); drawnow; toc Elapsed time is 0.153480 seconds.

使用plot3进行个别绘图：

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>> tic; hold on
for i = 1:10000
plot3(X(i), Y(i), Z(i), 'o');
end
drawnow; toc
Elapsed time is 5.854662 seconds.

MATLAB在"更长的"例程中花了这么长时间在幕后做什么？使用每种方法的优点和缺点是什么？

编辑：
多亏了Ben Voigt的建议(请参阅答案)，我在时间中加入了drawnow命令-但这与时间没有多大区别。

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为了更快的方法，请考虑以下第三个选项(直接使用低级函数LINE)：

1 2	line([X,X], [Y,Y], [Z,Z], 'LineStyle','none', 'Marker','o', 'Color','b') view(3)

以下是一些讨论绘图性能问题的文章：

性能：散点与线
情节表现

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运行scatter3和plot3所需时间之间的主要区别在于编译plot3而解释scatter3的事实(如您在编辑函数时所见)。如果scatter3也被编译，则速度差将很小。

循环绘制与一次性绘制之间的主要区别在于，您将绘制的手柄作为子代添加到坐标轴上(请查看get(gca,'Children')的输出)，因此在循环中增加一个复杂的数组，我们都知道这很慢。此外，您经常调用多个函数，而不仅仅是一次调用，因此会导致函数开销。

重新计算轴限制在这里不是问题。如果你跑

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for i = 1:10000
plot3(X(i), Y(i), Z(i), 'o');
drawnow;
end

这会迫使Matlab在每次迭代时更新图形(并且速度会慢很多)，您会看到轴的限制根本没有改变(因为默认的轴限制为0和1)。但是，即使轴的限制以不同的方式开始，它们也不需要花费很多迭代即可收敛于这些数据。与省去hold on相比，这会减少绘制时间，因为在每一步都要重新计算轴。

为什么要有这些不同的功能？ scatter3允许您在单个手柄下绘制具有不同标记大小和颜色的点，而您需要一个循环并使用plot3为每个点获得一个手柄，这不仅在速度上很昂贵，而且在记忆方面。但是，如果您需要分别与不同的点(或点组)进行交互-也许您想为每个点添加一个单独的图例条目，也许您希望能够分别打开和关闭它们，等等-使用plot3循环可能是最好的(尽管很慢)解决方案。

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好吧，如果您想控制每个点的颜色，则散点图会更快，因为您需要分别调用图。

另外，由于您尚未调用drawnow，因此我不确定您的计时信息是否准确，因此实际绘制可能会在toc之后进行。

综上所述：

plot3最快，因为它在许多不同的位置绘制相同的标记
scatter3绘制许多不同的标记，因为标记的大小和颜色(允许)随每个点而变化
调用一个循环真的很慢，因为参数解析等必须重复进行，此外，当将点添加到绘图中时，还必须重新计算轴

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