Erstellen von benutzerdefinierten 3D-Oberflächenplots

Einführung

In diesem Lab werden wir lernen, wie man mithilfe der Python-Bibliothek Matplotlib einen 3D-Oberflächenplot mit Schachbrettmuster erstellt. Wir werden einen 3D-Oberflächenplot erstellen, die Farben der Oberfläche anpassen und die Grenzen der z-Achse anpassen.

Tipps für die VM

Nachdem der Start der VM abgeschlossen ist, klicken Sie in der oberen linken Ecke, um zur Registerkarte Notebook zu wechseln und Jupyter Notebook für die Übung zu nutzen.

Manchmal müssen Sie einige Sekunden warten, bis Jupyter Notebook vollständig geladen ist. Die Validierung von Vorgängen kann aufgrund von Einschränkungen in Jupyter Notebook nicht automatisiert werden.

Wenn Sie bei der Lernphase Probleme haben, können Sie Labby gerne fragen. Geben Sie nach der Sitzung Feedback, und wir werden das Problem für Sie prompt beheben.

Importieren der erforderlichen Bibliotheken

In diesem Schritt werden wir die erforderlichen Bibliotheken importieren, die matplotlib.pyplot, numpy und LinearLocator aus matplotlib.ticker umfassen.

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from matplotlib.ticker import LinearLocator

Daten für den Oberflächenplot erstellen

In diesem Schritt werden wir Daten für den Oberflächenplot erstellen. Wir werden ein Gitternetz von X- und Y-Werten erstellen, die radiale Entfernung R berechnen und den Z-Wert basierend auf dem R-Wert mit np.sin() berechnen.

## Create data for the surface plot
X = np.arange(-5, 5, 0.25)
xlen = len(X)
Y = np.arange(-5, 5, 0.25)
ylen = len(Y)
X, Y = np.meshgrid(X, Y)
R = np.sqrt(X**2 + Y**2)
Z = np.sin(R)

Farben für den Oberflächenplot erstellen

In diesem Schritt werden wir Farben für den Oberflächenplot erstellen. Wir werden ein leeres Array von Zeichenketten mit der gleichen Form wie das Gitternetz erstellen und es mit zwei Farben in einem Schachbrettmuster befüllen.

## Create colors for the surface plot
colortuple = ('y', 'b')
colors = np.empty(X.shape, dtype=str)
for y in range(ylen):
    for x in range(xlen):
        colors[y, x] = colortuple[(x + y) % len(colortuple)]

Den Oberflächenplot erstellen

In diesem Schritt werden wir den Oberflächenplot erstellen, wobei die Gesichtsfarben aus dem Array genommen werden, das wir erstellt haben. Wir werden auch die z-Achse anpassen.

## Create the surface plot
fig = plt.figure()
ax = fig.gca(projection='3d')
surf = ax.plot_surface(X, Y, Z, facecolors=colors, linewidth=0)

## Customize the z axis
ax.set_zlim(-1, 1)
ax.zaxis.set_major_locator(LinearLocator(6))

## Show the plot
plt.show()

Zusammenfassung

In diesem Lab haben wir gelernt, wie man mit der Python Matplotlib-Bibliothek einen 3D-Oberflächenplot mit einem Schachbrettmuster erstellt. Wir haben gelernt, wie man Daten für den Oberflächenplot erstellt, Farben für den Oberflächenplot erstellt, den Oberflächenplot erstellt und die z-Achse anpasst. Dieses Wissen kann angewendet werden, um verschiedene Arten von 3D-Oberflächenplots für unterschiedliche Anwendungen zu erstellen.