Создание настраиваемых трехмерных контурных графиков

Введение

В этом практическом занятии вы научитесь создавать трехмерный заполненный контурный график в виде треугольника с использованием библиотеки Matplotlib в Python. График будет создан с использованием неструктурированных треугольных сеток и пользовательской триангуляции. Вы сможете контролировать угол обзора и цветовую карту графика.

Советы по работе с ВМ

После запуска ВМ перейдите в левый верхний угол и переключитесь на вкладку Ноутбук, чтобы приступить к практике в Jupyter Notebook.

Иногда вам может потребоваться подождать несколько секунд, пока Jupyter Notebook полностью загрузится. 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

Импорт библиотек

Первым шагом является импорт необходимых библиотек. В данном случае нам понадобятся Matplotlib, Numpy и Matplotlib Tri.

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import matplotlib.tri as tri

Создание координат

Далее мы создадим координаты x, y, z точек. Мы создадим сеть в полярных координатах и вычислим x, y, z.

n_angles = 48
n_radii = 8
min_radius = 0.25

radii = np.linspace(min_radius, 0.95, n_radii)
angles = np.linspace(0, 2*np.pi, n_angles, endpoint=False)
angles = np.repeat(angles[..., np.newaxis], n_radii, axis=1)
angles[:, 1::2] += np.pi/n_angles

x = (radii*np.cos(angles)).flatten()
y = (radii*np.sin(angles)).flatten()
z = (np.cos(radii)*np.cos(3*angles)).flatten()

Создание пользовательской триангуляции

В этом шаге мы создадим пользовательскую триангуляцию и исключим нежелательные треугольники.

triang = tri.Triangulation(x, y)
triang.set_mask(np.hypot(x[triang.triangles].mean(axis=1),
                         y[triang.triangles].mean(axis=1))
                < min_radius)

Создание графика

Теперь мы создадим график с использованием функции tricontourf() и настроим угол обзора.

ax = plt.figure().add_subplot(projection='3d')
ax.tricontourf(triang, z, cmap=plt.cm.CMRmap)
ax.view_init(elev=45.)

plt.show()

Резюме

В этом практическом занятии вы узнали, как создать трехмерный заполненный контурный график в виде треугольников с использованием Matplotlib в Python. Вы узнали, как создавать координаты, создавать пользовательскую триангуляцию и настраивать угол обзора и цветовую карту графика.