Python と Matplotlib で渦巻きプロットを作成する

はじめに

この実験では、Python と Matplotlib を使って塗りつぶされた渦巻きプロットを作成します。プロットを生成するために numpy と matplotlib.pyplot ライブラリを使用します。

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 タブに切り替えて、Jupyter Notebook を使って練習します。

時々、Jupyter Notebook が読み込み終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

プロットを生成するために必要なライブラリをインポートします。数値計算には numpy を、プロットの作成には matplotlib.pyplot を使用します。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

変数の定義

プロット用の変数 theta、a、および b を定義します。

theta = np.arange(0, 8*np.pi, 0.1)
a = 1
b =.2

プロットの生成

dt の 4 つの値をループして、結果として得られる x と y の配列を連結することでプロットを生成します。

for dt in np.arange(0, 2*np.pi, np.pi/2.0):

    x = a*np.cos(theta + dt)*np.exp(b*theta)
    y = a*np.sin(theta + dt)*np.exp(b*theta)

    dt = dt + np.pi/4.0

    x2 = a*np.cos(theta + dt)*np.exp(b*theta)
    y2 = a*np.sin(theta + dt)*np.exp(b*theta)

    xf = np.concatenate((x, x2[::-1]))
    yf = np.concatenate((y, y2[::-1]))

    p1 = plt.fill(xf, yf)

plt.show()

解釈

コードによって生成されたプロットは、色で塗りつぶされた渦巻きを示しています。a と b の変数は渦巻きの形状を制御し、theta の変数は回転数を制御します。dt を通るループにより、毎回 45 度回転させることで、4 本の「腕」を持つ渦巻きを作成することができます。

まとめ

この実験では、Python と Matplotlib を使って塗りつぶされた渦巻きプロットを生成する方法を学びました。プロット用の変数を定義し、ループを使ってプロットを生成し、結果のプロットを解釈しました。この知識を使えば、異なる形状や色の似たようなプロットを作成することができます。