С 2010 года · Более 2 млн запусков инструментов в месяц
С 2010 года
Добавить в Chrome

Моя Панель Инструментов

Автоматический Режим

Сохранённых инструментов пока нет.

Премиум-версия
Похожие инструменты
Калькулятор поверхности вращенияКалькулятор расстояния от точки до плоскостиГенератор множества ЖюлиаИсследователь множества Мандельброта🎮 Конвертер чувствительности игр
Домашняя страница > Математика > Геометрические калькуляторы

Построитель 3D-поверхностей

Стройте интерактивные 3D-поверхности z = f(x, y) с вращением, масштабированием и панорамированием мышью. Настройте диапазон x/y, сетку, цветовую карту, каркас и освещение — исследуйте седловые точки, волны, параболоиды и sinc-поверхность.

БесплатноБез регистрацииМгновенный результат
Построитель 3D-поверхностейПопробуйте — бесплатно ▼
Выберите поверхность:
z =
После построения перетаскивайте курсор внутри области просмотра для вращения, используйте колесико или щипок для масштабирования. Экспорт в PNG сохраняет текущий ракурс.

Embed Построитель 3D-поверхностей Widget

● 3D-поверхность готова
Седловая поверхность Область [-3, 3] · Среднее — сетка 50 × 50 (сбалансированно) · z ∈ [-8.9963, 8.9963]
z = x**2 - y**2
Вершины2500
Треугольники4802
Мин. z-8.9963
Макс. z8.9963
ПалитраCool-warmрасходящийся (идеально для седла)
Вид:
Перетаскивание — вращение · Колесико — масштаб · Правая кнопка — панорамирование
рыскание 30° · тангаж 25°
-8.9963 8.9963
Уравнение поверхности — \( z = f(x, y) \) разбито по сетке \(50 \times 50\) в области определения \( x, y \in [-3.0, 3.0] \), образуя 4802 затененных треугольников. Высота сопоставляется с цветом с помощью палитры Cool-warmрасходящийся (идеально для седла) с использованием ламбертовского затеняющего источника света сверху справа. Перетаскивайте курсор внутри области просмотра, чтобы вращать поверхность в реальном времени.
📲

Install MiniWebtool App

Add to your home screen for instant access — free, fast, no download needed.

           

✨Хотите быстрее и без рекламы?

О Построитель 3D-поверхностей

Построитель 3D-поверхностей строит график любой функции двух переменных \( z = f(x, y) \) в виде полностью интерактивного 3D-ландшафта прямо в вашем браузере. Перетаскивайте курсор внутри области просмотра для вращения поверхности, используйте колесико мыши или щипок для масштабирования, а также перетаскивание правой кнопкой мыши (или панорамирование двумя пальцами на мобильных устройствах) для перемещения вида. Введите собственную функцию с полной поддержкой sin, cos, exp, log, sqrt, констант \( \pi \) и \( e \), а также привычных удобств, таких как x^2 или 2xy — либо выберите один из десяти пресетов для мгновенной визуализации классического седла, параболоида, sinc-функции («мексиканская шляпа»), обезьяньего седла, яичного лотка, гауссова купола и многого другого. Выбирайте между изометрической и перспективной проекцией, шестью перцепционными цветовыми картами и тремя стилями каркаса, а затем экспортируйте текущий ракурс в виде PNG высокого разрешения.

Как работает построение 3D-поверхностей

График поверхности превращает функцию двух переменных в осязаемый ландшафт. В каждой точке \( (x, y) \) на плоскости ввода значение \( z = f(x, y) \) становится высотой поверхности над (или под) этой точкой. Построитель берет регулярную сетку пар точек \( (x, y) \) — обычно от 30 до 90 точек с каждой стороны —, вычисляет \( f \) для каждой из них и соединяет каждую ячейку сетки в два цветных треугольника.

Визуализация использует три классических этапа графического конвейера. Проекция: каждая 3D-вершина \( (x, y, z) \) проецируется в 2D-пространство экрана с учетом текущего вращения и масштаба. Сортировка: треугольники сортируются от дальних к ближним по глубине (алгоритм художника). Затенение: каждая грань затеняется путем сочетания ее цвета, определенного картой высот, с ламбертовским скалярным произведением относительно фиксированного направления света. При вращении поверхности освещение следует за камерой, что придает фигуре объемный вид.

Галерея классических поверхностей

Что делает этот 3D-построитель особенным

Настоящее интерактивное 3D Большинство онлайн-построителей выдают фиксированный изометрический снимок. Здесь же вы можете перетаскивать, прокручивать и масштабировать щипком, чтобы рассмотреть поверхность со всех сторон в реальном времени. Освещение следует за камерой, поэтому вы сразу чувствуете форму, а не угадываете ее по статичному изображению.
Десять пресетов в один клик Седло, параболоид, волны, sinc-функция («мексиканская шляпа»), Гауссиан, обезьянье седло, яичный лоток, гиперболический параболоид, конус, твист — классические поверхности из многомерного анализа, компьютерной графики и физики доступны всего в один клик. Используйте их как есть или меняйте поле функции для обучения экспериментальным путем.
Шесть перцепционных цветовых карт Viridis и plasma — это перцепционно однородные палитры, рекомендованные для научной визуализации. Cool-warm — расходящаяся палитра, которая выделяет положительные и отрицательные области, что идеально подходит для седел. Terrain имитирует топографическое затенение. Ocean и оттенки серого дополняют набор для печати, слайдов и вышивки.
Умный парсер выражений Пишите математические выражения так, как вы привыкли: 2xy, x^2 - y^2, sin(x)cos(y). Неявное умножение, степени через знак крышки и символ Юникода π преобразуются автоматически. Белые списки AST на стороне сервера гарантируют, что пользовательский ввод никогда не затронет небезопасные глобальные переменные Python.
Предустановки камеры и автовращение Переход в один клик к изометрическому виду, виду сверху, спереди и сбоку — те же опции, что предлагают профессиональные 3D-приложения. Нажмите Автовращение для автоматического вращения модели на поворотном столе, что отлично подходит для записи экрана или лекционных демонстраций.
Удобство для телефонов Вращение одним пальцем, масштабирование щипком двух пальцев — и все это со скоростью 60 кадров в секунду даже на смартфонах среднего уровня при низком разрешении. Макет формы сворачивается в один столбец на узких экранах, а подсказка на сенсорном экране исчезает, как только вы начинаете взаимодействовать.

Синтаксис выражений — краткий справочник

Что вы вводитеЗначениеПример
x, yДве входные переменныеz = x + y
pi или πКонстанта π ≈ 3.14159z = sin(pi*x)
eЧисло Эйлера ≈ 2.71828z = exp(-x**2-y**2)
sin, cos, tanТригонометрические функции (радианы)z = sin(x)*cos(y)
asin, acos, atan, atan2Обратные тригонометрические функцииz = atan2(y, x)
exp, log, log2, log10Экспонента и логарифмыz = log(x**2 + y**2 + 1)
sqrt, abs, floor, ceilСтепень и округлениеz = sqrt(abs(x*y))
^ или **Возведение в степеньz = x^3 - 3*x*y^2
Неявное *Вставка знака × между числом и буквой2xy → 2*x*y

Как читать 3D-поверхность

График поверхности кодирует огромное количество информации с помощью формы и цвета одновременно. Несколько паттернов становятся легко узнаваемыми с практикой:

  • Критические точки — это места, где поверхность имеет горизонтальную касательную плоскость: локальные максимумы выглядят как купола, локальные минимумы — как дно чаши, а седловые точки изгибаются вверх в одном направлении и вниз в перпендикулярном. Выберите пресет «Седло» и поверните график: вдоль одной оси это будет парабола ветвями вверх, вдоль другой — ветвями вниз.
  • Линии уровня (изолинии) появляются естественным образом, когда используется расходящаяся или ландшафтная цветовая карта — полосы одного цвета обозначают линии постоянного значения \( z \).
  • Направление градиента — это направление наискорейшего подъема в каждой точке. Визуально оно перпендикулярно линиям уровня и направлено в сторону более теплых цветов.
  • Симметрия очевидна в 3D: \( z = x^2 + y^2 \) радиально симметрична (чаша), \( z = x^2 - y^2 \) имеет только зеркальные симметрии (седло), а \( z = x^3 - 3xy^2 \) обладает красивой тройной вращательной симметрией (обезьянье седло).

От седла до sinc-функции: тур в один клик

Галерея пресетов — это наглядный тур по наиболее популярным поверхностям многомерного анализа. Рекомендуемая последовательность для первого знакомства:

  1. Параболоид \( z = x^2 + y^2 \) — самая простая 3D-поверхность. Чаша, радиально симметричная, с одним минимумом в начале координат.
  2. Седло \( z = x^2 - y^2 \) — культовая форма чипсов Pringles. Попробуйте цветовую карту cool-warm, чтобы сразу увидеть разделение на положительные и отрицательные значения.
  3. Гиперболический параболоид \( z = xy \) — седло, повернутое на 45°. Та же форма, другая ориентация.
  4. Обезьянье седло \( z = x^3 - 3xy^2 \) — три ската вокруг начала координат вместо двух. Названо так потому, что обезьяне понадобилось бы третье углубление для хвоста.
  5. Гауссиан \( z = e^{-(x^2+y^2)} \) — двумерная колоколообразная кривая. Основа статистики, обработки сигналов и физики.
  6. Sinc-функция «мексиканская шляпа» \( z = \sin\sqrt{x^2+y^2}/\sqrt{x^2+y^2} \) — радиальная sinc-функция. Встречается в фурье-оптике, дифракционных картинах и вейвлетах.
  7. Яичный лоток \( z = \sin x \sin y \) — периодическая функция в двух направлениях. Включите каркасную сетку, чтобы увидеть, как линии сетки выравниваются по буграм.
  8. Волны \( z = \sin\sqrt{x^2+y^2} \) — концентрические волны, расходящиеся из начала координат. Попробуйте широкую область определения от −8 до 8.

Практическое применение

  • Многомерный анализ: визуализация частных производных, градиентов, критических точек и множителей Лагранжа без необходимости каждый раз рисовать их от руки.
  • Физика: поверхности потенциальной энергии, интенсивность электромагнитных полей, распределение давления жидкости и квантовые волновые функции — все это описывается уравнением \( z = f(x, y) \).
  • Машинное обучение: ландшафты функций потерь вокруг двумерного подпространства весов помогают понять, почему работает градиентный спуск (и почему седловые точки создают проблемы).
  • Компьютерная графика: карты высот для ландшафтов представляют собой именно это — функцию \( h(x, y) \), разбитую по регулярной сетке и триангулированную.
  • Гражданское строительство: модели высот для анализа рельефа, водосборных бассейнов плотин и оценки объемов земляных работ.
  • Визуализация данных: любая величина, зависящая от двух независимых переменных (температура по всей стране, продажи по регионам и месяцам, приспособленность по двум гиперпараметрам), естественным образом визуализируется в виде поверхности.

Советы для красивых графиков

  • Подбирайте область определения под функцию. Многочлены обычно хорошо смотрятся в диапазоне от −3 до 3. Осциллирующим функциям, таким как sinc, нужна широкая область (от −8 до 8), чтобы раскрыть волны. Используйте от −1 до 1, чтобы увеличить отдельное седло вблизи начала координат.
  • Выбирайте правильную цветовую карту. Используйте cool-warm для любой поверхности с положительными и отрицательными областями — белая середина мгновенно отметит нулевой уровень. Используйте viridis или plasma для неотрицательных поверхностей. Используйте terrain для карт высот в ландшафтном стиле.
  • Отключайте каркасную сетку для финального рендеринга. Тонкая каркасная сетка отлично подходит для обучения («чтобы видеть структуру»). Для изображений публикационного качества отключите каркас вовсе и увеличьте разрешение до высокого (High) или ультравысокого (Ultra).
  • Автовращение позволяет записывать отличные анимации. Включите автовращение и запустите запись экрана — это идеальный способ вставить вращающуюся поверхность в презентацию без лишних настроек.
  • Слишком большие области определения могут сделать поверхность плоской. Если ваша функция возвращает огромные значения у краев, детали внутри могут сжаться и стать невидимыми. Либо уменьшите область определения, либо масштабируйте функцию (например, \( z / 100 \)), чтобы вернуть детали в поле зрения.

Часто задаваемые вопросы

Что такое 3D-график поверхности?

3D-график поверхности визуализирует функцию двух переменных z = f(x, y) в виде гористого ландшафта над плоскостью (x, y). Высота в каждой точке (x, y) соответствует значению функции z. Построитель берет сетку пар точек (x, y), вычисляет f в каждой из них и соединяет соседние значения в триангулированную сетку, которую можно вращать, масштабировать и перекрашивать в зависимости от высоты.

Какие функции можно строить?

Любое выражение от x и y с использованием стандартных математических функций: sin, cos, tan, asin, acos, atan, atan2, sinh, cosh, tanh, exp, log, log2, log10, sqrt, abs, floor, ceil, pow, min, max, а также констант pi, e и tau. Тригонометрические функции используют радианы. Неявное умножение (2x → 2*x), знак крышки ^ для возведения в степень и символ Юникода π обрабатываются автоматически.

Как вращать, масштабировать и перемещать график?

Нажмите и удерживайте левую кнопку мыши, перемещая курсор внутри области просмотра, чтобы вращать поверхность вокруг ее центра (рыскание и тангаж). Прокручивайте колесико для масштабирования. Перетаскивайте с зажатой правой кнопкой мыши (или используйте два пальца на сенсорном экране) для панорамирования. Нажимайте кнопки предустановок камеры над областью просмотра для быстрого перехода к стандартным ракурсам.

Что означает цвет?

По умолчанию цвет каждой грани кодирует высоту z: для низких точек используются холодные оттенки палитры, для высоких — теплые. В расходящихся цветовых картах, таких как cool-warm, средняя точка соответствует точно z = 0, что делает седловые поверхности особенно наглядными. Ламбертовское освещение также затемняет грани, направленные в сторону от источника света, благодаря чему поверхность выглядит трехмерной.

Работает ли это на мобильных устройствах?

Да. Область просмотра поддерживает вращение одним пальцем и масштабирование щипком двух пальцев. Выберите низкое разрешение (30×30) для максимально плавной работы на телефонах — этого все еще достаточно для четкого отображения формы поверхности. Среднее и высокое разрешения лучше подходят для ноутбуков и настольных ПК.

Почему функция выглядит слишком угловатой или неправильной?

Чаще всего область определения либо слишком мала (из-за чего функция кажется плоской), либо слишком велика (значения уходят в бесконечность, и видны только экстремумы). Попробуйте более узкий диапазон, например от −2 до 2 для многочленов, или более широкий, например от −8 до 8 для осциллирующих функций (sinc или волн). Сингулярности (например, 1/x) отсекаются автоматически, но поверхность вокруг них все равно может искажать цветовой диапазон. Добавьте небольшую константу в знаменатель (например, 1/(x²+y²+0.1)), чтобы сгладить их.

Можно ли строить неявные поверхности или векторные поля?

Этот построитель предназначен для явных поверхностей z = f(x, y) — по одному значению z для каждого ввода (x, y). Для неявных поверхностей F(x, y, z) = 0 (например, сферы x²+y²+z²=1) и параметрических поверхностей требуется алгоритм marching-cubes или параметрический графопостроитель, что выходит за рамки данного инструмента. Для векторных полей и полей направлений воспользуйтесь соответствующим построителем полей направлений.

Как сохранить полученный график?

Нажмите кнопку PNG на панели инструментов области просмотра, чтобы скачать текущий вид в виде изображения PNG высокого разрешения. Файл сохраняет именно тот ракурс, масштаб и цветовую карту, которые настроены в данный момент, поэтому сначала поверните поверхность под нужным углом, а затем выполняйте экспорт. Изображение рендерится с учетом плотности пикселей вашего устройства для максимальной четкости на слайдах.

Является ли этот построитель 3D-поверхностей бесплатным?

Да. Построитель 3D-поверхностей полностью бесплатен, работает прямо в браузере после отправки формы, не требует регистрации и создает файлы без водяных знаков. Вы можете без ограничений использовать полученные графики в домашних заданиях, научных работах, слайдах, блогах и коммерческих проектах.

Ссылайтесь на этот контент, страницу или инструмент так:

"Построитель 3D-поверхностей" на сайте https://ru.miniWebtool.com/построитель-3d-поверхностей/ от MiniWebtool, https://MiniWebtool.com/

Команда miniwebtool. Обновлено: 2026-05-21

Геометрические калькуляторы:

Решение по математикеЧто вы хотите решить?

Решение по математике

Примеры
Примеры выражений

Выберите пример, измените числа и решите. log — логарифм по основанию 10, ln — натуральный.

Числа и делители

Дроби и деление

Степени, корни и логарифмы

Алгебра и уравнения

Математический анализ

Геометрия и тригонометрия

Популярные и обновлённые инструменты:

Калькулятор Расстояния 3DПостроитель полярных уравненийКалькулятор Поверхностного ИнтегралаСмотреть все →
Домашняя страница > Математика > Геометрические калькуляторы > Построитель 3D-поверхностей
×

Сделайте нам одолжение и ответьте на 3 коротких вопроса

Спасибо, что приняли участие в нашем опросе. Ваши комментарии помогут нам улучшить наши услуги.

Где вы впервые услышали о нас?

Какой ваш любимый инструмент на нашем сайте?

Если Другое, укажите, пожалуйста:

Насколько вероятно, что вы порекомендуете этот инструмент другу?

невозможноБолее вероятный

Оценка вероятности: (1-10)