Introdução
Neste tutorial, aprenderemos como criar um gráfico 3D com barras de erro usando a biblioteca Matplotlib do Python. Barras de erro (error bars) são uma representação gráfica da variabilidade dos dados e são frequentemente usadas em campos científicos e de engenharia para mostrar incertezas em medições ou estimativas estatísticas.
Dicas para a VM
Após a inicialização da VM, clique no canto superior esquerdo para mudar para a aba Notebook e acessar o Jupyter Notebook para praticar.
Às vezes, pode ser necessário aguardar alguns segundos para que o Jupyter Notebook termine de carregar. A validação das operações não pode ser automatizada devido a limitações no Jupyter Notebook.
Se você enfrentar problemas durante o aprendizado, sinta-se à vontade para perguntar ao Labby. Forneça feedback após a sessão, e resolveremos o problema prontamente para você.
Importar Bibliotecas
Primeiramente, precisamos importar as bibliotecas necessárias, que são Matplotlib e NumPy. NumPy é uma biblioteca de computação numérica que fornece suporte para arrays e matrizes, enquanto Matplotlib é uma biblioteca de visualização de dados.
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
Criar um Gráfico 3D
Em seguida, criamos um gráfico 3D usando o método add_subplot do objeto figure. Definimos o parâmetro projection como '3d' para especificar que queremos um gráfico 3D.
ax = plt.figure().add_subplot(projection='3d')
Gerar Dados para o Gráfico
Geramos os dados para o nosso gráfico criando uma curva paramétrica. Uma curva paramétrica é um conjunto de equações que descrevem as coordenadas x, y e z como uma função de um parâmetro. Usamos a função arange do NumPy para criar um array de valores de 0 a 2π. Em seguida, usamos esses valores para calcular as coordenadas x, y e z usando funções trigonométricas.
t = np.arange(0, 2*np.pi+.1, 0.01)
x, y, z = np.sin(t), np.cos(3*t), np.sin(5*t)
Adicionar Barras de Erro ao Gráfico
Adicionamos barras de erro ao nosso gráfico usando o método errorbar do objeto Axes3D. Definimos os parâmetros zuplims e zlolims como arrays que especificam quais pontos de dados têm limites superiores e inferiores. Definimos o parâmetro errorevery para controlar a frequência das barras de erro.
estep = 15
i = np.arange(t.size)
zuplims = (i % estep == 0) & (i // estep % 3 == 0)
zlolims = (i % estep == 0) & (i // estep % 3 == 2)
ax.errorbar(x, y, z, 0.2, zuplims=zuplims, zlolims=zlolims, errorevery=estep)
Personalizar o Gráfico
Podemos personalizar o nosso gráfico adicionando rótulos aos eixos x, y e z usando os métodos set_xlabel, set_ylabel e set_zlabel.
ax.set_xlabel("X label")
ax.set_ylabel("Y label")
ax.set_zlabel("Z label")
Exibir o Gráfico
Finalmente, usamos o método show para exibir o nosso gráfico.
plt.show()
Resumo
Neste tutorial, aprendemos como criar um gráfico 3D com barras de erro usando Matplotlib. Usamos NumPy para gerar dados para o nosso gráfico e adicionamos barras de erro usando o método errorbar. Também personalizamos o nosso gráfico adicionando rótulos aos eixos x, y e z.