3D 绘图投影类型

简介

本实验展示了三维绘图的不同相机投影，以及使用Python Matplotlib改变透视投影焦距的效果。

虚拟机使用提示

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导入库

首先，导入必要的库，包括Matplotlib以及来自mpl_toolkits.mplot3d的Axes3D。

import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import axes3d

获取数据

获取用于三维绘图的测试数据。

X, Y, Z = axes3d.get_test_data(0.05)

创建带有子图的图形

使用plt.subplots创建一个包含三个子图的图形。

fig, axs = plt.subplots(1, 3, subplot_kw={'projection': '3d'})

绘制数据

使用plot_wireframe在三个子图中的每个子图上绘制数据。

for ax in axs:
    ax.plot_wireframe(X, Y, Z, rstride=10, cstride=10)

设置正交投影

将第一个子图设置为使用视场（FOV）为0度且焦距为无穷大的正交投影。

axs[0].set_proj_type('ortho')  ## FOV = 0 deg
axs[0].set_title("'ortho'\nfocal_length = ∞", fontsize=10)

设置透视投影

将第二个子图设置为使用默认视场（FOV）为90度且焦距为1的透视投影。

axs[1].set_proj_type('persp')  ## FOV = 90 deg
axs[1].set_title("'persp'\nfocal_length = 1 (default)", fontsize=10)

将第三个子图设置为使用视场为157.4度且焦距为0.2的透视投影。

axs[2].set_proj_type('persp', focal_length=0.2)  ## FOV = 157.4 deg
axs[2].set_title("'persp'\nfocal_length = 0.2", fontsize=10)

显示绘图

使用plt.show()显示绘图。

plt.show()

总结

本实验展示了如何使用Python的Matplotlib创建3D绘图，以及如何更改绘图的投影类型和焦距。正交投影会使图像变平，而透视投影会夸大透视效果并赋予图像更明显的深度。默认焦距1对应于90度的视场（FOV）。