3D 曲面グラフの作成 | データ可視化 | Python Matplotlib

はじめに

この実験では、グラフの壁に投影された塗りつぶされた等高線プロファイル付きの 3D 曲面グラフを作成するプロセスを案内します。これは、複雑な 3D データを理解するための便利な可視化技術です。グラフを作成するために、Python の Matplotlib 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、Jupyter Notebook を使って練習しましょう。

場合によっては、Jupyter Notebook が読み込み完了するまで数秒待つ必要があります。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。そうすれば、迅速に問題を解決します。

ライブラリのインポート

必要なライブラリをインポートして始めましょう。

import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import axes3d

3D 軸の作成

次に、add_subplot メソッドを使用して 3D 軸オブジェクトを作成します。

ax = plt.figure().add_subplot(projection='3d')

データの作成

グラフ用のサンプルデータを作成するために、axes3d.get_test_data メソッドを使用します。

X, Y, Z = axes3d.get_test_data(0.05)

3D 曲面を描画する

plot_surface メソッドを使って 3D 曲面を描画します。また、edgecolor、linewidth、alpha などのいくつかのパラメータを設定します。

ax.plot_surface(X, Y, Z, edgecolor='royalblue', lw=0.5, rstride=8, cstride=8, alpha=0.3)

等高線プロファイルを投影する

次に、グラフの壁に等高線プロファイルを投影します。これは contourf メソッドを使用して行われます。等高線プロファイルをそれぞれ z、x、y の壁に投影するには、zdir パラメータを 'z'、'x'、'y' に設定します。また、適切な軸の範囲に一致するように offset パラメータを設定します。

ax.contourf(X, Y, Z, zdir='z', offset=-100, cmap='coolwarm')
ax.contourf(X, Y, Z, zdir='x', offset=-40, cmap='coolwarm')
ax.contourf(X, Y, Z, zdir='y', offset=40, cmap='coolwarm')

グラフの範囲とラベルを設定する

最後に、グラフの軸の範囲とラベルを設定します。

ax.set(xlim=(-40, 40), ylim=(-40, 40), zlim=(-100, 100), xlabel='X', ylabel='Y', zlabel='Z')

まとめ

この実験では、グラフの壁に投影された塗りつぶされた等高線プロファイル付きの 3D 曲面グラフを作成する手順を示しました。グラフを作成するために Python の Matplotlib ライブラリを使用しました。

3D グラフに塗りつぶされた等高線を投影する