맞춤형 3D 등고선 플롯 생성

소개

이 랩에서는 Python 의 Matplotlib 라이브러리를 사용하여 삼각형 3D 채워진 등고선 플롯을 만드는 방법을 배웁니다. 플롯은 비정형 삼각형 그리드와 사용자 정의 삼각 측량 (triangulation) 을 사용하여 생성됩니다. 플롯의 시야각과 컬러 맵을 제어할 수 있습니다.

VM 팁

VM 시작이 완료되면 왼쪽 상단을 클릭하여 Notebook 탭으로 전환하여 실습을 위해 Jupyter Notebook에 액세스하십시오.

때로는 Jupyter Notebook 이 로딩을 완료하는 데 몇 초 정도 기다려야 할 수 있습니다. Jupyter Notebook 의 제한 사항으로 인해 작업의 유효성 검사는 자동화할 수 없습니다.

학습 중에 문제가 발생하면 언제든지 Labby 에게 문의하십시오. 세션 후 피드백을 제공해주시면 문제를 신속하게 해결해 드리겠습니다.

라이브러리 가져오기

첫 번째 단계는 필요한 라이브러리를 가져오는 것입니다. 이 경우 Matplotlib, Numpy 및 Matplotlib Tri 가 필요합니다.

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

좌표 생성

다음으로, 점의 x, y, z 좌표를 생성합니다. 극좌표 (polar coordinates) 로 메쉬 (mesh) 를 생성하고 x, y, z 를 계산합니다.

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()

사용자 정의 삼각 분할 생성

이 단계에서는 사용자 정의 삼각 분할 (triangulation) 을 생성하고 원치 않는 삼각형을 마스크 처리합니다.

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

플롯 생성

이제 tricontourf() 함수를 사용하여 플롯을 생성하고 뷰 각도 (view angle) 를 사용자 정의합니다.

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

plt.show()

요약

이 랩에서는 Python 의 Matplotlib 을 사용하여 삼각형 3D 채워진 등고선 플롯 (contour plot) 을 생성하는 방법을 배웠습니다. 좌표를 생성하고, 사용자 정의 삼각 분할 (triangulation) 을 생성하며, 플롯의 뷰 각도 (view angle) 및 컬러 맵 (color map) 을 사용자 정의하는 방법을 배웠습니다.