三角形三维曲面

Beginner

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简介

在本实验中,我们将学习如何使用 Python Matplotlib 库创建具有三角形网格的 3D 曲面。

虚拟机提示

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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

首先,我们需要导入必要的库:

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

定义变量

我们将定义半径和角度的变量:

n_radii = 8
n_angles = 36

创建半径和角度空间

我们将使用 linspace 函数创建半径和角度空间:

## 生成半径和角度空间(省略 r=0 的半径以消除重复)。
radii = np.linspace(0.125, 1.0, n_radii)
angles = np.linspace(0, 2*np.pi, n_angles, endpoint=False)[..., np.newaxis]

将极坐标转换为笛卡尔坐标

我们将把极坐标转换为笛卡尔坐标:

## 将极坐标(半径,角度)转换为笛卡尔坐标(x,y)。
## 在此阶段手动添加 (0, 0),这样在 (x, y) 平面中就不会有重复的点。
x = np.append(0, (radii*np.cos(angles)).flatten())
y = np.append(0, (radii*np.sin(angles)).flatten())

计算 Z 以生成品客薯片形状的曲面

我们将计算 z 来生成品客薯片形状的曲面:

## 计算 z 以生成品客薯片形状的曲面。
z = np.sin(-x*y)

创建三维曲面

我们将使用 plot_trisurf 函数创建三维曲面:

ax = plt.figure().add_subplot(projection='3d')
ax.plot_trisurf(x, y, z, linewidth=0.2, antialiased=True)

plt.show()

总结

在本实验中,我们学习了如何使用 Python 的 Matplotlib 库通过三角网格创建三维曲面。我们导入了必要的库,定义了半径和角度的变量,创建了半径和角度空间,将极坐标转换为笛卡尔坐标,计算 z 以生成品客薯片形状的曲面,并使用 plot_trisurf 函数创建了三维曲面。