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  • python 绘制三维散点图(已实现)
    千次阅读
    2022-03-16 15:28:59
    import numpy as np  # 用来处理数据
    import matplotlib.pyplot as plt
    
    
    x = np.array([1, 2, 4, 5, 6])
    y = np.array([2, 3, 4, 5, 6])
    z = np.array([1, 2, 4, 5, 6])
    
    ax = plt.subplot(projection = '3d')  # 创建一个三维的绘图工程
    ax.set_title('3d_image_show')  # 设置本图名称
    ax.scatter(x, y, z, c = 'r')   # 绘制数据点 c: 'r'红色,'y'黄色,等颜色
    
    ax.set_xlabel('X')  # 设置x坐标轴
    ax.set_ylabel('Y')  # 设置y坐标轴
    ax.set_zlabel('Z')  # 设置z坐标轴
    
    plt.show()
    

    运行结果

     

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    写在前面的话

    省得每次都去百度,于是就摘抄一下Python画图方法和代码。

    画二维散点图

    import numpy as np

    import matplotlib.pyplot as plt

    #假设已经定好data_pos = ...

    x = data_pos[:, 0]

    y = data_pos[:, 1]

    plt.ylim(ymax=20, ymin=0) #限定Y轴的范围

    plt.plot(x, y, 'ro') # ro表示用红色圆点来表示点

    plt.show()

    一个很不具代表性的散点图如下:

    3d979be7cca9

    image.png

    画直方图

    import numpy as np

    import matplotlib.pyplot as plt

    #假设已经定好data_pos = ...

    x = data_pos[:, 0]

    y = np.arange(0, 20, 1)

    #上面 y实际是统计的区域段,这里为0-1,1-2,2-3,3-4这样以1为步长,一直到19-20

    plt.hist(x, y, histtype='bar', rwidth=0.8)

    3d979be7cca9

    image.png

    画三维散点图

    import matplotlib.pyplot as plt

    from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D

    #假设已经定好data_pos = ...

    fig = plt.figure()

    ax = Axes3D(fig)

    x = data_pos[:, 0]

    y = data_pos[:, 1]

    z = data_pos[:, 2]

    ax.scatter(x, y, z, c='r')

    # 设置X、Y、Z轴的名字显示,用刺眼的红色

    ax.set_zlabel('Z', fontdict={'size': 15, 'color': 'red'})

    ax.set_ylabel('Y', fontdict={'size': 15, 'color': 'red'})

    ax.set_xlabel('X', fontdict={'size': 15, 'color': 'red'})

    plt.show()

    画三维曲面

    import matplotlib.pyplot as plt

    from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D

    fig = plt.figure()

    ax = Axes3D(fig)

    # 假设曲面方程为coef[0]*X + coef[1]*Y + coef[2]*z + coef[3]= 0

    # 画这个曲面要先确定好其中两个轴的取值范围,然后z通过曲面方程公式表示出来

    X = np.arange(-10, 100, 1)

    Y = np.arange(-10, 100, 1)

    coef = np.array([1,2,3,4])

    X, Y = np.meshgrid(X, Y)

    z = (-coef[3]- coef[0]*X - coef[1]*Y)/coef[2]

    ax.plot_surface(X, Y, z, rstride=1, cstride=1, cmap='rainbow')

    plt.show()

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    通常我们用 Python 绘制的都是二维平面图,但有时也需要绘制三维场景图,比如像下面这样的:

    blank.gif

    这些图怎么做出来呢?今天就来分享下如何一步步绘制出三维矢量(SVG)图。

    八面体

    我们先以下面这个八面体为例。

    blank.gif

    1 安装相关包

    首先安装两个必备包:

    import pyrr # NumPy 的 3D 函数库

    import svgwrite # svg图形处理库

    2 定义 3D 图生成环境

    接下来定义几个类设置好 3 维图基础环境:

    blank.gif

    viewport :矩形图范围

    camera:包括视图矩阵和投影矩阵

    mesh:svg 矢量图所需的网格表面矩阵、着色器和样式字典

    3 生成八面体数据

    然后生成八面体每个定点的数据:

    def octahedron():

    """Construct an eight-sided polyhedron"""

    f = sqrt(2.0) / 2.0

    verts = numpy.float32([ ( 0, -1, 0), (-f, 0, f), ( f, 0, f), ( f, 0, -f), (-f, 0, -f), ( 0, 1, 0) ])

    triangles = numpy.int32([ (0, 2, 1), (0, 3, 2), (0, 4, 3), (0, 1, 4), (5, 1, 2), (5, 2, 3), (5, 3, 4), (5, 4, 1) ])

    return verts[triangles]

    4 pyrr 包渲染

    接下来利用 pyrr 3维库渲染上面的原始数据,最后生成 svg 矢量图。

    blank.gif

    5 生成 svg

    上面最后一步生成 svg 图形,需要调用下面的 Engine 函数,略微有些复杂:

    blank.gif

    以上代码全部封装到类中调用,就可以生成八面体图形。

    除了八面体还可以生成很多其他图形。

    球体和 Klein 瓶

    blank.gif

    代码如下:

    blank.gif

    多面球体

    blank.gif

    代码如下:

    blank.gif

    发光的球体

    blank.gif

    代码实现:

    blank.gif

    还可以绘制这种曲面体

    blank.gif

    代码实现如下:

    blank.gif

    总结

    以上所述是小编给大家介绍的Python 绘制酷炫的三维图,希望对大家有所帮助,如果大家有任何疑问请给我留言,小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对我们网站的支持!

    如果你觉得本文对你有帮助,欢迎转载,烦请注明出处,谢谢!

    时间: 2019-07-11

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    import matplotlib.pyplot as plt
    from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
    import numpy as np
    
    # 随机种子
    np.random.seed(1)
    
    
    def randrange(n, vmin, vmax):
        '''
        使数据分布均匀(vmin, vmax).
        '''
        return (vmax - vmin)*np.random.rand(n) + vmin
    
    fig = plt.figure()
    ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')  # 可进行多图绘制
    
    n = 500
    
    # 对于每一组样式和范围设置,在由x在[23,32]、y在[0,100]、
    # z在[zlow,zhigh]中定义的框中绘制n个随机点
    for m, zlow, zhigh in [('o', -50, -25), ('^', -30, -5)]:
        xs = randrange(n, 23, 32)
        ys = randrange(n, 0, 100)
        zs = randrange(n, zlow, zhigh)
        ax.scatter(xs, ys, zs, marker=m)  # 绘图
    
    # X、Y、Z的标签
    ax.set_xlabel('X Label')
    ax.set_ylabel('Y Label')
    ax.set_zlabel('Z Label')
    
    plt.show()
    

    输出结果:

     

    展开全文
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python画三维散点图