3D 복셀 플롯 | Matplotlib | 원통 좌표 | 데이터 시각화

소개

이 랩에서는 Matplotlib 을 사용하여 원통 좌표계에서 3D 복셀 플롯을 만드는 방법을 배우게 됩니다. 이 플롯은 .Axes3D.voxels의 x, y, z 매개변수를 사용하여 3D 복셀 플롯을 생성하는 방법을 보여줍니다.

VM 팁

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

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

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

라이브러리 임포트

첫 번째 단계는 이 랩에 필요한 라이브러리를 임포트하는 것입니다. matplotlib.pyplot, numpy, 그리고 matplotlib.colors를 사용합니다.

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

중간점 함수 정의

다음으로, 좌표 배열의 중간점을 계산하는 midpoints 함수를 정의합니다. 이 함수는 나중에 r, theta, 그리고 z의 중간점을 계산하는 데 사용됩니다.

def midpoints(x):
    sl = ()
    for i in range(x.ndim):
        x = (x[sl + np.index_exp[:-1]] + x[sl + np.index_exp[1:]]) / 2.0
        sl += np.index_exp[:]
    return x

좌표 및 RGB 값 정의

이 단계에서는 좌표 r, theta, 그리고 z를 정의하고 각 좌표에 RGB 값을 할당합니다.

r, theta, z = np.mgrid[0:1:11j, 0:np.pi*2:25j, -0.5:0.5:11j]
x = r*np.cos(theta)
y = r*np.sin(theta)

rc, thetac, zc = midpoints(r), midpoints(theta), midpoints(z)

## define a wobbly torus about [0.7, *, 0]
sphere = (rc - 0.7)**2 + (zc + 0.2*np.cos(thetac*2))**2 < 0.2**2

## combine the color components
hsv = np.zeros(sphere.shape + (3,))
hsv[..., 0] = thetac / (np.pi*2)
hsv[..., 1] = rc
hsv[..., 2] = zc + 0.5
colors = matplotlib.colors.hsv_to_rgb(hsv)

3D 복셀 플롯 생성

이제 ax.voxels 함수를 사용하여 3D 복셀 플롯을 생성합니다. x, y, z, 그리고 sphere를 매개변수로 전달합니다. 또한, 앞서 정의한 colors 배열을 사용하여 facecolors와 edgecolors를 추가합니다.

ax = plt.figure().add_subplot(projection='3d')
ax.voxels(x, y, z, sphere,
          facecolors=colors,
          edgecolors=np.clip(2*colors - 0.5, 0, 1),  ## brighter
          linewidth=0.5)

플롯 표시

마지막으로, plt.show() 함수를 사용하여 플롯을 표시합니다.

plt.show()

요약

이 랩에서는 Matplotlib 에서 원통 좌표를 사용하여 3D 복셀 플롯을 생성하는 방법을 배웠습니다. 또한 좌표와 RGB 값을 정의하는 방법과 ax.voxels 함수를 사용하여 3D 복셀 플롯을 생성하는 방법을 배웠습니다.

Matplotlib 에서 3D 복셀 플롯 생성하기

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