简介
本实验将指导你使用 Matplotlib 创建一个同时包含二维和三维绘图的图形。二维绘图将显示一个阻尼振荡，而三维绘图将显示一个正弦波。
虚拟机提示
虚拟机启动完成后，点击左上角切换到“笔记本”标签，以访问 Jupyter Notebook 进行练习。
有时，你可能需要等待几秒钟让 Jupyter Notebook 完成加载。由于 Jupyter Notebook 的限制，操作验证无法自动化。
如果你在学习过程中遇到问题，请随时向 Labby 提问。课程结束后提供反馈，我们将立即为你解决问题。
导入库
在这一步中，我们将导入本实验所需的库。我们将使用 Matplotlib 进行绘图，NumPy 创建数组，以及 mpl_toolkits 进行三维绘图。
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
定义函数
在这一步中，我们将定义一个生成阻尼振荡的函数。
def f(t):
return np.cos(2*np.pi*t) * np.exp(-t)
创建图形
在这一步中，我们将创建一个包含两个子图的图形。第一个子图将是二维绘图，第二个子图将是三维绘图。
fig = plt.figure(figsize=plt.figaspect(2.))
fig.suptitle('A Tale of 2 Subplots')
创建二维绘图
在这一步中，我们将创建一个阻尼振荡的二维绘图。
ax1 = fig.add_subplot(2, 1, 1)
t1 = np.arange(0.0, 5.0, 0.1)
t2 = np.arange(0.0, 5.0, 0.02)
t3 = np.arange(0.0, 2.0, 0.01)
ax1.plot(t1, f(t1), 'bo',
t2, f(t2), 'k--', markerfacecolor='green')
ax1.grid(True)
ax1.set_ylabel('Damped oscillation')
创建三维绘图
在这一步中，我们将创建一个正弦波的三维绘图。
ax2 = fig.add_subplot(2, 1, 2, projection='3d')
X = np.arange(-5, 5, 0.25)
Y = np.arange(-5, 5, 0.25)
X, Y = np.meshgrid(X, Y)
R = np.sqrt(X**2 + Y**2)
Z = np.sin(R)
surf = ax2.plot_surface(X, Y, Z, rstride=1, cstride=1,
linewidth=0, antialiased=False)
ax2.set_zlim(-1, 1)
显示绘图
在这一步中，我们将显示该图形。
plt.show()
总结
在本实验中，我们使用 Matplotlib 创建了一个同时包含二维和三维绘图的图形。二维绘图展示了一个阻尼振荡，而三维绘图展示了一个正弦波。我们使用 NumPy 创建数组，并使用 mpl_toolkits 进行三维绘图。