Matplotlib에서 3D 큐브, 구 및 벡터 플로팅

Matplotlib에서 3D 큐브, 구 및 벡터 플로팅

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Matplotlib로 가능한 한 적은 지침으로 무언가를 그리는 방법을 검색하지만 문서에서 이에 대한 도움말을 찾지 못했습니다.

다음과 같은 것을 플롯하고 싶습니다.

• 측면 길이가 2 인 0을 중심으로하는 와이어 프레임 큐브
• 반경이 1 인 0을 중심으로하는 "와이어 프레임"구
• 좌표 [0, 0, 0]의 점
• 이 지점에서 시작하여 [1, 1, 1]로가는 벡터

그렇게하는 방법?

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약간 복잡하지만 다음 코드로 모든 객체를 그릴 수 있습니다.

from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from itertools import product, combinations


fig = plt.figure()
ax = fig.gca(projection='3d')
ax.set_aspect("equal")

# draw cube
r = [-1, 1]
for s, e in combinations(np.array(list(product(r, r, r))), 2):
    if np.sum(np.abs(s-e)) == r[1]-r[0]:
        ax.plot3D(*zip(s, e), color="b")

# draw sphere
u, v = np.mgrid[0:2*np.pi:20j, 0:np.pi:10j]
x = np.cos(u)*np.sin(v)
y = np.sin(u)*np.sin(v)
z = np.cos(v)
ax.plot_wireframe(x, y, z, color="r")

# draw a point
ax.scatter([0], [0], [0], color="g", s=100)

# draw a vector
from matplotlib.patches import FancyArrowPatch
from mpl_toolkits.mplot3d import proj3d


class Arrow3D(FancyArrowPatch):

    def __init__(self, xs, ys, zs, *args, **kwargs):
        FancyArrowPatch.__init__(self, (0, 0), (0, 0), *args, **kwargs)
        self._verts3d = xs, ys, zs

    def draw(self, renderer):
        xs3d, ys3d, zs3d = self._verts3d
        xs, ys, zs = proj3d.proj_transform(xs3d, ys3d, zs3d, renderer.M)
        self.set_positions((xs[0], ys[0]), (xs[1], ys[1]))
        FancyArrowPatch.draw(self, renderer)

a = Arrow3D([0, 1], [0, 1], [0, 1], mutation_scale=20,
            lw=1, arrowstyle="-|>", color="k")
ax.add_artist(a)
plt.show()

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화살표 만 그리는 경우 더 쉬운 방법이 있습니다.

from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
import matplotlib.pyplot as plt
fig = plt.figure()
ax = fig.gca(projection='3d')
ax.set_aspect("equal")

#draw the arrow
ax.quiver(0,0,0,1,1,1,length=1.0)

plt.show()

quiver는 실제로 한 번에 여러 벡터를 그리는 데 사용할 수 있습니다. 사용법은 다음과 같습니다.-[from http://matplotlib.org/mpl_toolkits/mplot3d/tutorial.html?highlight=quiver#mpl_toolkits.mplot3d.Axes3D.quiver]

떨림 (X, Y, Z, U, V, W, ** kwargs)

Arguments:

X, Y, Z: The x, y and z coordinates of the arrow locations

U, V, W: The x, y and z components of the arrow vectors

The arguments could be array-like or scalars.

Keyword arguments:

length: [1.0 | float] The length of each quiver, default to 1.0, the unit is the same with the axes

arrow_length_ratio: [0.3 | float] The ratio of the arrow head with respect to the quiver, default to 0.3

pivot: [ ‘tail’ | ‘middle’ | ‘tip’ ] The part of the arrow that is at the grid point; the arrow rotates about this point, hence the name pivot. Default is ‘tail’

normalize: [False | True] When True, all of the arrows will be the same length. This defaults to False, where the arrows will be different lengths depending on the values of u,v,w.

참고URL : https://stackoverflow.com/questions/11140163/plotting-a-3d-cube-a-sphere-and-a-vector-in-matplotlib