matplotlib 如何旋转3D曲面

gcuhipw9  于 2023-05-01  发布在  其他
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我已经写了代码在matplotlib中绘制一个抛物面的3D表面。
如何旋转图形,使图形保持在原位(i.即没有垂直或水平移动),但是它绕着y = 0和z = 0的线旋转了一个Angular θ(我已经用绿色突出显示了图形应该旋转的线)。下面是一个帮助形象化我所描述的内容的插图:

例如,如果图形绕线旋转180度角,则这将导致图形被“上下颠倒”,使得原点处的点现在将是最大点。
我还想旋转轴,以便保持色彩Map表。下面是绘制图形的代码:

#parabaloid
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')

#creating grid
y = np.linspace(-1,1,1000)
x = np.linspace(-1,1,1000)
x,y = np.meshgrid(x,y)

#set z values
z = x**2+y**2

#label axes
ax.set_xlabel('x')
ax.set_ylabel('y')
ax.set_zlabel('z')

#plot figure
ax.plot_surface(x,y,z,linewidth=0, antialiased=False, shade = True, alpha = 0.5)

plt.show()
o4tp2gmn

o4tp2gmn1#

像这样的吗

ax.view_init(-140, 30)

将其插入plt.show()命令之前。

a0x5cqrl

a0x5cqrl2#

以下是我的评论:

import mayavi.mlab as mlab
import numpy as np
x,y = np.mgrid[-1:1:0.001, -1:1:0.001]
z = x**2+y**2
s = mlab.mesh(x, y, z)
alpha = 30  # degrees
mlab.view(azimuth=0, elevation=90, roll=-90+alpha)

mlab.show()

或关注@Tamas回答:

#parabaloid
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
from math import sin, cos, pi
import matplotlib.cm as cm

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')

#creating grid
y = np.linspace(-1,1,200)
x = np.linspace(-1,1,200)
x,y = np.meshgrid(x,y)

#set z values
z0 = x**2+y**2

# rotate the samples by pi / 4 radians around y
a = pi / 4
t = np.transpose(np.array([x,y,z0]), (1,2,0))
m = [[cos(a), 0, sin(a)],[0,1,0],[-sin(a), 0, cos(a)]]
x,y,z = np.transpose(np.dot(t, m), (2,0,1))
# or `np.dot(t, m)` instead `t @ m`

#label axes
ax.set_xlabel('x')
ax.set_ylabel('y')
ax.set_zlabel('z')

#plot figure
ax.plot_surface(x,y,z,linewidth=0, antialiased=False, shade = True, alpha = 0.5, facecolors=cm.viridis(z0))

plt.show()

ajsxfq5m

ajsxfq5m3#

我能想到的最好的方法就是旋转数据本身。

#parabaloid
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
from math import sin, cos, pi

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')

#creating grid
y = np.linspace(-1,1,200)
x = np.linspace(-1,1,200)
x,y = np.meshgrid(x,y)

#set z values
z = x**2+y**2

# rotate the samples by pi / 4 radians around y
a = pi / 4
t = np.transpose(np.array([x,y,z]), (1,2,0))
m = [[cos(a), 0, sin(a)],[0,1,0],[-sin(a), 0, cos(a)]]
x,y,z = np.transpose(t @ m, (2,0,1))
# or `np.dot(t, m)` instead `t @ m`

#label axes
ax.set_xlabel('x')
ax.set_ylabel('y')
ax.set_zlabel('z')

#plot figure
ax.plot_surface(x,y,z,linewidth=0, antialiased=False, shade = True, alpha = 0.5)

plt.show()

ef1yzkbh

ef1yzkbh4#

我似乎还不能添加评论,但我想对Tamas的实现进行修改。存在这样的问题:表面没有逆时针旋转到y轴从页面出来的轴(在这种情况下是y轴)。而是顺时针旋转。
为了纠正这一点,并使其更直接,我构建了x,y和z网格,并将它们重新塑造成简单的列表,我们在其上执行旋转。然后我将它们重新塑造成网格,以便使用plot_surface()函数:

import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt
from math import sin, cos, pi
import matplotlib.cm as cm

num_steps = 50

# Creating grid
y = np.linspace(-1,1,num_steps)
x = np.linspace(-1,1,num_steps)
x,y = np.meshgrid(x,y)

# Set z values
z = x**2+y**2

# Work with lists
x = x.reshape((-1))
y = y.reshape((-1))
z = z.reshape((-1))

# Rotate the samples by pi / 4 radians around y
a = pi / 4
t = np.array([x, y, z])
m = [[cos(a), 0, sin(a)],[0,1,0],[-sin(a), 0, cos(a)]]
x, y, z = np.dot(m, t)

ax = plt.axes(projection='3d')

# Label axes
ax.set_xlabel('x')
ax.set_ylabel('y')
ax.set_zlabel('z')

# Plot the surface view it with y-axis coming out of the page. 
ax.view_init(30, 90)
    
# Plot the surface.
ax.plot_surface(x.reshape(num_steps,num_steps), y.reshape(num_steps,num_steps), z.reshape(num_steps,num_steps));
u2nhd7ah

u2nhd7ah5#

这里是最好的解决方案:- 首先,你必须在Spyder环境中执行你的Python脚本,这很容易通过下载Anaconda获得。在Spyder中执行脚本后,您所要做的就是遵循以下说明:
1.点击“工具”。
1.点击“首选项”。
1.单击“IPython控制台”。
1.点击“图形”。
1.在这里,你会发现一个名为“后端”的选项,你必须将其从“内联”更改为“自动”。
1.最后,应用执行的更改,然后单击“确定”,并重置spyder!!!!.
一旦你执行了前面的步骤,理论上,如果你运行你的脚本,那么创建的图形将出现在不同的窗口中,你可以通过缩放和平移与它们交互。在3D图(3D曲面)的情况下,您将能够环绕它。

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