Criando Gráficos de Superfície 3D Personalizados

Introdução

Neste laboratório, aprenderemos como criar um gráfico de superfície 3D com um padrão quadriculado usando a biblioteca Python Matplotlib. Criaremos um gráfico de superfície 3D, personalizaremos as cores da superfície e ajustaremos os limites do eixo z.

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 às limitações do 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 as bibliotecas necessárias

Nesta etapa, importaremos as bibliotecas necessárias, que incluem matplotlib.pyplot, numpy e LinearLocator de matplotlib.ticker.

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from matplotlib.ticker import LinearLocator

Criar dados para o gráfico de superfície

Nesta etapa, criaremos dados para o gráfico de superfície. Criaremos uma malha (meshgrid) de valores X e Y, calcularemos a distância radial R e calcularemos o valor Z com base no valor R usando np.sin().

## Create data for the surface plot
X = np.arange(-5, 5, 0.25)
xlen = len(X)
Y = np.arange(-5, 5, 0.25)
ylen = len(Y)
X, Y = np.meshgrid(X, Y)
R = np.sqrt(X**2 + Y**2)
Z = np.sin(R)

Criar cores para o gráfico de superfície

Nesta etapa, criaremos cores para o gráfico de superfície. Criaremos um array vazio de strings com a mesma forma da malha (meshgrid) e o preencheremos com duas cores em um padrão quadriculado (checkerboard).

## Create colors for the surface plot
colortuple = ('y', 'b')
colors = np.empty(X.shape, dtype=str)
for y in range(ylen):
    for x in range(xlen):
        colors[y, x] = colortuple[(x + y) % len(colortuple)]

Criar o gráfico de superfície

Nesta etapa, criaremos o gráfico de superfície com as cores das faces (face colors) provenientes do array que criamos. Também personalizaremos o eixo z.

## Create the surface plot
fig = plt.figure()
ax = fig.gca(projection='3d')
surf = ax.plot_surface(X, Y, Z, facecolors=colors, linewidth=0)

## Customize the z axis
ax.set_zlim(-1, 1)
ax.zaxis.set_major_locator(LinearLocator(6))

## Show the plot
plt.show()

Resumo

Neste laboratório, aprendemos como criar um gráfico de superfície 3D com um padrão quadriculado (checkerboard) usando a biblioteca Python Matplotlib. Aprendemos como criar dados para o gráfico de superfície, criar cores para o gráfico de superfície, criar o gráfico de superfície e personalizar o eixo z. Este conhecimento pode ser aplicado para criar vários tipos de gráficos de superfície 3D para diferentes aplicações.