Io il problema di memoria non ce l’ho, perché a suo tempo l’ho aumentata e ora non so più come fare per ritornare alle impostazioni di default; anzi, se qualcuno me lo spiega, mi fa un piacere. Però [tt]samples=100[/tt] per un grafico 3d vuol dire 100×100=10000 punti, che non sono pochi. Hai provato a vedere se il problema si presenta comunque commentando tutto tranne la prima figura?
Il problema non è “fare i calcoli”, ma “dove metterli”. Anche se i numeri li leggo da un file esterno, se non ho sufficiente spazio per memorizzarli, dovrò fermarmi. Per togliermi il dubbio, ho fatto una prova con una tabella di 170000 valori generata da Mathematica: il problema si è verificato lo stesso. Sulla maggiore velocità nel caso di lettura da file, tabella o coordinate digitate manualmente hai ragione: la differenza si nota eccome!
La questione è nella differenza tra [tt]\addplot[/tt] e [tt]\addplot+[/tt]. Il primo sostituisce le impostazioni che seguono a quelle già definite o di default; il secondo le aggiunge semplicemente. Nel primo esempio, non hai dato opzioni e perciò pgfplots ha usato quelle di default (con i marcatori). Nel secondo caso hai detto di ignorare le impostazioni già fatte e di tracciare una linea senza marcatori (chiave inutile perché siccome nessuno gli aveva detto di mettere i marcatori, non li avrebbe messi). Nel terzo hai detto di ignorare le impostazioni già fatte e di tracciare una linea spessa blu. Non avendo detto che vuoi i marcatori, non li ha messi. Se scrivi [tt]\addplot+[thick, blue] {sin(deg(x))};[/tt] vedi che ricompaiono i marcatori, perché nelle opzioni di default ci sono già.
P.S.: Quando il sorgente è così lungo, forse sarebbe meglio allegarlo dopo averlo compresso in formato zip, perché è stata un’impresa selezionare tutto il contenuto nella finestrella.