Создайте потрясающие 3D-графики «стеги» с помощью Python

Введение

В этом практическом занятии показано, как создать 3D-график «стеги» с использованием библиотеки Matplotlib в Python. График «стеги» представляет собой способ визуализации данных, при котором из базовой линии до точки данных рисуются вертикальные линии, а в конце каждой линии размещается маркер.

Советы по работе с ВМ

После запуска виртуальной машины (VM) щелкните в верхнем левом углу, чтобы переключиться на вкладку Ноутбук и получить доступ к Jupyter Notebook для практики.

Иногда может потребоваться подождать несколько секунд, пока Jupyter Notebook не загрузится полностью. Проверка операций не может быть автоматизирована из-за ограничений Jupyter Notebook.

Если вы столкнетесь с проблемами во время обучения, не стесняйтесь обращаться к Labby. Оставьте отзыв после занятия, и мы оперативно решим проблему для вас.

Skills Graph

%%%%{init: {'theme':'neutral'}}%%%% flowchart RL python(("Python")) -.-> python/DataStructuresGroup(["Data Structures"]) python(("Python")) -.-> python/ModulesandPackagesGroup(["Modules and Packages"]) python(("Python")) -.-> python/DataScienceandMachineLearningGroup(["Data Science and Machine Learning"]) python(("Python")) -.-> python/PythonStandardLibraryGroup(["Python Standard Library"]) matplotlib(("Matplotlib")) -.-> matplotlib/BasicConceptsGroup(["Basic Concepts"]) python(("Python")) -.-> python/BasicConceptsGroup(["Basic Concepts"]) python(("Python")) -.-> python/FunctionsGroup(["Functions"]) matplotlib/BasicConceptsGroup -.-> matplotlib/importing_matplotlib("Importing Matplotlib") python/BasicConceptsGroup -.-> python/variables_data_types("Variables and Data Types") matplotlib/BasicConceptsGroup -.-> matplotlib/figures_axes("Understanding Figures and Axes") python/DataStructuresGroup -.-> python/tuples("Tuples") python/FunctionsGroup -.-> python/build_in_functions("Build-in Functions") python/ModulesandPackagesGroup -.-> python/importing_modules("Importing Modules") python/PythonStandardLibraryGroup -.-> python/data_collections("Data Collections") python/DataScienceandMachineLearningGroup -.-> python/numerical_computing("Numerical Computing") python/DataScienceandMachineLearningGroup -.-> python/data_visualization("Data Visualization") subgraph Lab Skills matplotlib/importing_matplotlib -.-> lab-48959{{"3D График «стеги»"}} python/variables_data_types -.-> lab-48959{{"3D График «стеги»"}} matplotlib/figures_axes -.-> lab-48959{{"3D График «стеги»"}} python/tuples -.-> lab-48959{{"3D График «стеги»"}} python/build_in_functions -.-> lab-48959{{"3D График «стеги»"}} python/importing_modules -.-> lab-48959{{"3D График «стеги»"}} python/data_collections -.-> lab-48959{{"3D График «стеги»"}} python/numerical_computing -.-> lab-48959{{"3D График «стеги»"}} python/data_visualization -.-> lab-48959{{"3D График «стеги»"}} end

Импортируем необходимые библиотеки

В этом шаге мы импортируем библиотеки Matplotlib и Numpy с использованием инструкции import.

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

Определяем данные

В этом шаге мы определим данные, которые будем использовать для создания 3D-графика «стеги». Мы создадим массив linspace для угла и используем функции синус и косинус для вычисления координат x и y. Мы также определим координату z как угол.

theta = np.linspace(0, 2*np.pi)
x = np.cos(theta - np.pi/2)
y = np.sin(theta - np.pi/2)
z = theta

Создаем 3D-график «стеги»

В этом шаге мы создадим 3D-график «стеги» с использованием функции stem из Matplotlib. Мы передадим координаты x, y и z в качестве аргументов функции stem.

fig, ax = plt.subplots(subplot_kw=dict(projection='3d'))
ax.stem(x, y, z)

plt.show()

Настраиваем график

В этом шаге мы настроим 3D-график «стеги», изменив базовую линию с использованием параметра bottom и изменив формат с использованием параметров linefmt, markerfmt и basefmt.

fig, ax = plt.subplots(subplot_kw=dict(projection='3d'))
markerline, stemlines, baseline = ax.stem(
    x, y, z, linefmt='grey', markerfmt='D', bottom=np.pi)
markerline.set_markerfacecolor('none')

plt.show()

Меняем ориентацию графика

В этом шаге мы изменим ориентацию графика с использованием параметра orientation. Мы установим ориентацию в 'x', чтобы стебели были проектированы вдоль оси x, а базовая линия находилась в плоскости yz.

fig, ax = plt.subplots(subplot_kw=dict(projection='3d'))
markerline, stemlines, baseline = ax.stem(x, y, z, bottom=-1, orientation='x')
ax.set(xlabel='x', ylabel='y', zlabel='z')

plt.show()

Резюме

В этом практическом занятии мы узнали, как создавать 3D-график «стеги» с использованием библиотеки Matplotlib в Python. Мы начали с определения данных, а затем создали график с использованием функции stem. Мы также настроили график, изменив формат и ориентацию.