3D 充填コンター図 | Matplotlib Python チュートリアル

はじめに

この実験では、Python の Matplotlib ライブラリを使用して三角形状の 3D 充填コントアグラフを作成する方法を学びます。このグラフは、非構造化三角グリッドとカスタマイズされた三角分割を使用して作成されます。また、グラフの視点やカラーマップを制御することができます。

VM のヒント

VM の起動が完了したら、左上隅をクリックして ノートブック タブに切り替え、Jupyter Notebook を使って練習しましょう。

時々、Jupyter Notebook が読み込み完了するまで数秒待つ必要がある場合があります。Jupyter Notebook の制限により、操作の検証を自動化することはできません。

学習中に問題に遭遇した場合は、Labby にお問い合わせください。セッション後にフィードバックを提供してください。すぐに問題を解決いたします。

ライブラリのインポート

最初のステップは、必要なライブラリをインポートすることです。この場合、Matplotlib、Numpy、および Matplotlib Tri が必要になります。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import matplotlib.tri as tri

座標の作成

次に、点の x、y、z 座標を作成します。極座標でメッシュを作成し、x、y、z を計算します。

n_angles = 48
n_radii = 8
min_radius = 0.25

radii = np.linspace(min_radius, 0.95, n_radii)
angles = np.linspace(0, 2*np.pi, n_angles, endpoint=False)
angles = np.repeat(angles[..., np.newaxis], n_radii, axis=1)
angles[:, 1::2] += np.pi/n_angles

x = (radii*np.cos(angles)).flatten()
y = (radii*np.sin(angles)).flatten()
z = (np.cos(radii)*np.cos(3*angles)).flatten()

カスタム三角分割の作成

このステップでは、カスタム三角分割を作成し、不要な三角形をマスクします。

triang = tri.Triangulation(x, y)
triang.set_mask(np.hypot(x[triang.triangles].mean(axis=1),
                         y[triang.triangles].mean(axis=1))
                < min_radius)

グラフの作成

ここで、tricontourf() 関数を使ってグラフを作成し、視点をカスタマイズします。

ax = plt.figure().add_subplot(projection='3d')
ax.tricontourf(triang, z, cmap=plt.cm.CMRmap)
ax.view_init(elev=45.)

plt.show()

まとめ

この実験では、Python の Matplotlib を使って三角形状の 3D 充填コンター図を作成する方法を学びました。座標を作成し、カスタム三角分割を作成し、グラフの視点とカラーマップをカスタマイズする方法を学びました。

カスタマイズされた 3D コンター図の作成