Criando Gráficos de Superfície 3D com Matplotlib

Introdução

Este laboratório demonstra como criar um gráfico de superfície 3D usando Matplotlib em Python. A superfície é plotada usando uma cor sólida. O laboratório irá guiá-lo através de cada etapa do processo, incluindo a criação dos dados, a plotagem da superfície e a definição da razão de aspecto (aspect ratio).

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.

Importando as Bibliotecas Necessárias

O primeiro passo é importar as bibliotecas necessárias. Neste laboratório, estamos usando as bibliotecas Matplotlib e NumPy.

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

Criando os Dados

O próximo passo é criar os dados para a superfície 3D. Precisamos definir u, v, x, y e z. Essas variáveis representarão os ângulos e coordenadas necessários para plotar a superfície. A função linspace() do NumPy é usada para criar os ângulos, e a função outer() é usada para criar as coordenadas.

## Make data
u = np.linspace(0, 2 * np.pi, 100)
v = np.linspace(0, np.pi, 100)
x = 10 * np.outer(np.cos(u), np.sin(v))
y = 10 * np.outer(np.sin(u), np.sin(v))
z = 10 * np.outer(np.ones(np.size(u)), np.cos(v))

Criando o Gráfico de Superfície 3D

Agora podemos criar o gráfico de superfície 3D. Começamos criando uma figura e adicionando um subplot com o argumento projection='3d'. Em seguida, usamos a função plot_surface() para plotar a superfície usando os dados que criamos no passo anterior.

## Plot the surface
fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(projection='3d')
ax.plot_surface(x, y, z)

Definindo a Relação de Aspecto (Aspect Ratio)

Para garantir que o gráfico tenha uma relação de aspecto igual, podemos usar a função set_aspect(). Passamos o valor de string 'equal' para definir a relação de aspecto como 1:1.

## Set an equal aspect ratio
ax.set_aspect('equal')

Resumo

Este laboratório demonstrou como criar um gráfico de superfície 3D usando Matplotlib em Python. Criamos os dados, plotamos a superfície e definimos a relação de aspecto. O gráfico resultante é um gráfico de superfície 3D básico com uma cor sólida.