Введение
В этом практическом занятии вы научитесь создавать трехмерную воксельную диаграмму с RGB-цветами с использованием Matplotlib. Воксельные диаграммы представляют собой способ визуализации трехмерных данных на двухмерной диаграмме с использованием кубиков для представления точек данных. RGB-цвета будут использоваться для представления различных значений данных.
Советы по работе с ВМ
После запуска виртуальной машины нажмите в левом верхнем углу, чтобы переключиться на вкладку Notebook и получить доступ к Jupyter Notebook для практики.
Иногда вам может потребоваться подождать несколько секунд, пока Jupyter Notebook не загрузится полностью. Валидация операций не может быть автоматизирована из-за ограничений Jupyter Notebook.
Если вы сталкиваетесь с проблемами во время обучения, не стесняйтесь обращаться к Labby. Оставьте отзыв после занятия, и мы оперативно решим проблему для вас.
Импорт библиотек
Прежде чем создать диаграмму, нам нужно импортировать необходимые библиотеки. В этом случае мы будем использовать Matplotlib и NumPy.
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
Определение координат и цветов
Далее нам нужно определить координаты и цвета для диаграммы. В этом примере мы будем использовать функцию np.indices, чтобы создать трехмерную сетку размером 17x17x17 значений для RGB-цветов.
r, g, b = np.indices((17, 17, 17)) / 16.0
Мы также определим функцию midpoints, чтобы найти середины между значениями в сетке. Она будет использована позже для создания сферы.
def midpoints(x):
sl = ()
for _ 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
Создание сферы
Теперь мы создадим сферу на диаграмме, определив условие для RGB-значений, которые находятся на определенном расстоянии от центра диаграммы.
rc = midpoints(r)
gc = midpoints(g)
bc = midpoints(b)
sphere = (rc - 0.5)**2 + (gc - 0.5)**2 + (bc - 0.5)**2 < 0.5**2
Объединение цветов
Теперь мы объединим компоненты RGB-цвета в одномерный массив формы (17, 17, 17, 3).
colors = np.zeros(sphere.shape + (3,))
colors[..., 0] = rc
colors[..., 1] = gc
colors[..., 2] = bc
Построение воксельной диаграммы
Наконец, мы можем построить воксельную диаграмму с использованием функции ax.voxels. Мы передадим RGB-значения, условие для сферы, цвета граней, цвета рёбер и толщину линии.
ax = plt.figure().add_subplot(projection='3d')
ax.voxels(r, g, b, sphere,
facecolors=colors,
edgecolors=np.clip(2*colors - 0.5, 0, 1), ## brighter
linewidth=0.5)
ax.set(xlabel='r', ylabel='g', zlabel='b')
ax.set_aspect('equal')
plt.show()
Резюме
В этом практическом занятии мы узнали, как создавать трехмерную воксельную диаграмму с RGB-цветами с использованием Matplotlib. Мы импортировали необходимые библиотеки, определили координаты и цвета, создали сферу, объединили цвета и построили воксельную диаграмму. Воксельные диаграммы - это полезный способ представления трехмерных данных на двухмерной диаграмме, и их можно настраивать с использованием различных цветов и форм для представления разных типов данных.