matplotlib 如何高亮显示3D曲面图切片

yebdmbv4 于 2023-10-24 发布在其他

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我想知道如何在matplotlib的帮助下突出显示3D曲面图（由SymPy Plotting Backends完成）（因为我在这里找到了一个示例：How do I highlight a slice on a matplotlib 3D surface plot?）它使用matplotlib。
要创建表面3D绘图，请使用SPB（后端=MB）使用以下代码完成：

from sympy import *
from spb import * # pip install sympy_plot_backends
import matplotlib.pyplot as plt
init_printing()
var("t, omega, s, alpha")
expr = exp(-t) * sin(t)
res = laplace_transform(expr, t, s, noconds=True)
print(res)
colorscale = [
    [0, "green"],
    [0.01, "orange"],
    [0.05, "red"],
    [1, "red"]
]
print('The Laplace Transform plot in 3-D:')
plot3d(abs(res.subs(s, alpha + I * omega)), (alpha, -2, 2), (omega, -2, 2), 
    use_cm=True, colorbar=False, backend=MB)
print('The slice highlighted plot:')
#Z = abs(res.subs(s, alpha + I * omega))
#y0 = 10
#C[y0] = plt.cm.Reds_r(Z[y0]/2)
#plt.figure(figsize = (15,15))
#plt.plot((alpha, -2, 2), (omega, -2, 2),Z[y0,:], color=plt.cm.Reds(.7))
#plt.show()

我注解掉我的试验，它不像我想要的那样工作，这是从alpha轴的一侧看起来应该像的切片：

matplotlib

来源：https://stackoverflow.com/questions/77051260/how-to-highlight-a-3d-surface-plot-slice

1条答案

按热度按时间

z9gpfhce1#

按照这个问题的建议绘制一个切片是很难用SPB实现的。相反，我们将以不同的方式实现它。
首先，绘制曲面：

from sympy import *
from spb import *
var("t, omega, s, alpha")
expr = exp(-t) * sin(t) #* exp(-t / 2)
res = laplace_transform(expr, t, s, noconds=True)
func = abs(res.subs(s, alpha + I*omega))
p1 = plot3d(
    func, (alpha, -2, 2), (omega, -2, 2), {"cmap": "winter", "vmax": 2},
    zlim=(0, 2.5), use_cm=True, colorbar=False
)

接下来，绘制切片，它只不过是3D空间中的参数曲线。例如，在alpha=-0.5处绘制切片：

p2 = plot3d_parametric_line((-0.5, omega, func.subs(alpha, -0.5)), (omega, -2, 2), {"color": "r"}, use_cm=False)

最后，合并将这些图合并：

(p1 + p2).show()

在这里你可以看到Matplotlib的局限性：它不知道线应该被渲染在表面的顶部。这个问题在Plotly中不存在，这就是为什么我在上一个问题中建议后端。
要使用Matplotlib解决这个问题，我们可以绘制两个曲面：

一个表面从alpha=-2到alpha=-0.5-eps，其中eps是一个小数字。
另一个表面从alpha=-0.5+eps到alpha=2。

我们对两个曲面应用相同的颜色Map表。

eps = 0.01
p1 = plot3d(
    (func, (alpha, -2, -0.5-eps), (omega, -2, 2), {"cmap": "winter", "vmax": 2}),
    (func, (alpha, -0.5+eps, 2), (omega, -2, 2), {"cmap": "winter", "vmax": 2}),
    zlim=(0, 2.5), use_cm=True, colorbar=False
)