带单位的椭圆

简介

在本实验中，你将学习如何使用 Python Matplotlib 比较用弧线生成的椭圆与多边形近似。

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导入库

首先，我们将导入必要的库。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from matplotlib import patches

设置椭圆参数

在这一步中，我们将设置椭圆的参数。

xcenter, ycenter = 0.38, 0.52
width, height = 0.1, 0.3
angle = -30

使用弧线生成椭圆

在这一步中，我们将使用弧线生成椭圆。

theta = np.deg2rad(np.arange(0.0, 360.0, 1.0))
x = 0.5 * width * np.cos(theta)
y = 0.5 * height * np.sin(theta)

rtheta = np.radians(angle)
R = np.array([
    [np.cos(rtheta), -np.sin(rtheta)],
    [np.sin(rtheta),  np.cos(rtheta)],
    ])

x, y = np.dot(R, [x, y])
x += xcenter
y += ycenter

使用多边形近似生成椭圆

在这一步中，我们将使用多边形近似来生成椭圆。

theta = np.deg2rad(np.arange(0.0, 360.0, 1.0))
x = 0.5 * width * np.cos(theta)
y = 0.5 * height * np.sin(theta)

rtheta = np.radians(angle)
R = np.array([
    [np.cos(rtheta), -np.sin(rtheta)],
    [np.sin(rtheta),  np.cos(rtheta)],
    ])

x, y = np.dot(R, [x, y])
x += xcenter
y += ycenter

使用弧线绘制椭圆

在这一步中，我们将使用弧线绘制椭圆。

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(211, aspect='auto')
ax.fill(x, y, alpha=0.2, facecolor='yellow',
        edgecolor='yellow', linewidth=1, zorder=1)

e1 = patches.Arc((xcenter, ycenter), width, height,
                 angle=angle, linewidth=2, fill=False, zorder=2)

ax.add_patch(e1)

使用多边形近似绘制椭圆

在这一步中，我们将使用多边形近似来绘制椭圆。

ax = fig.add_subplot(212, aspect='equal')
ax.fill(x, y, alpha=0.2, facecolor='green', edgecolor='green', zorder=1)
e2 = patches.Arc((xcenter, ycenter), width, height,
                 angle=angle, linewidth=2, fill=False, zorder=2)

ax.add_patch(e2)
fig.savefig('arc_compare')

plt.show()

总结

在这个实验中，你学习了如何使用Python的Matplotlib来比较用弧线生成的椭圆和用多边形近似生成的椭圆。你学习了如何设置椭圆参数，使用弧线和多边形近似生成椭圆，并使用Matplotlib绘制它们。