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Matplotlibで3D立方体、球体、ベクトルをプロットする

Matplotlibで可能な限り少ない命令で何かをプロットする方法を探していますが、ドキュメントにはこれに関するヘルプが見つかりません。

次のことをプロットしたい：

  • 中心が0で、辺の長さが2のワイヤフレームキューブ
  • 中心が0で半径が1の「ワイヤフレーム」球
  • 座標[0、0、0]のポイント
  • この点から始まり、[1、1、1]に向かうベクトル

どうやってするか？

pythonmatplotlib3dgeometry
65
Vincent

少し複雑ですが、次のコードですべてのオブジェクトを描画できます。

from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from itertools import product, combinations


fig = plt.figure()
ax = fig.gca(projection='3d')
ax.set_aspect("equal")

# draw cube
r = [-1, 1]
for s, e in combinations(np.array(list(product(r, r, r))), 2):
    if np.sum(np.abs(s-e)) == r[1]-r[0]:
        ax.plot3D(*Zip(s, e), color="b")

# draw sphere
u, v = np.mgrid[0:2*np.pi:20j, 0:np.pi:10j]
x = np.cos(u)*np.sin(v)
y = np.sin(u)*np.sin(v)
z = np.cos(v)
ax.plot_wireframe(x, y, z, color="r")

# draw a point
ax.scatter([0], [0], [0], color="g", s=100)

# draw a vector
from matplotlib.patches import FancyArrowPatch
from mpl_toolkits.mplot3d import proj3d


class Arrow3D(FancyArrowPatch):

    def __init__(self, xs, ys, zs, *args, **kwargs):
        FancyArrowPatch.__init__(self, (0, 0), (0, 0), *args, **kwargs)
        self._verts3d = xs, ys, zs

    def draw(self, renderer):
        xs3d, ys3d, zs3d = self._verts3d
        xs, ys, zs = proj3d.proj_transform(xs3d, ys3d, zs3d, renderer.M)
        self.set_positions((xs[0], ys[0]), (xs[1], ys[1]))
        FancyArrowPatch.draw(self, renderer)

a = Arrow3D([0, 1], [0, 1], [0, 1], mutation_scale=20,
            lw=1, arrowstyle="-|>", color="k")
ax.add_artist(a)
plt.show()

output_figure

159
HYRY

矢印だけを描くには、もっと簡単な方法があります-

from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
import matplotlib.pyplot as plt
fig = plt.figure()
ax = fig.gca(projection='3d')
ax.set_aspect("equal")

#draw the arrow
ax.quiver(0,0,0,1,1,1,length=1.0)

plt.show()

quiverは実際に一度に複数のベクトルをプロットするために使用できます。使用方法は次のとおりです。-[from http://matplotlib.org/mpl_toolkits/mplot3d/tutorial.html?highlight=quiver#mpl_toolkits.mplot3d.Axes3D.quiver]

quiver（X、Y、Z、U、V、W、** kwargs）

引数：

X、Y、Z：矢印の位置のx、y、z座標

U、V、W：矢印ベクトルのx、y、z成分

引数は、配列のようなものまたはスカラーにすることができます。

キーワード引数：

length：[1.0 | float]各矢筒の長さ、デフォルトは1.0、単位は軸と同じ

arrow_length_ratio：[0.3 | float]矢筒に対する矢じりの比率。デフォルトは0.3

pivot：[‘尾’ | 「中間」| 'tip']グリッドポイントにある矢印の部分。矢印はこの点を中心に回転するため、名前のピボットです。デフォルトは「tail」です

normalize：[False | True] Trueの場合、矢印はすべて同じ長さになります。デフォルトはFalseで、u、v、wの値に応じて矢印の長さが異なります。

8
Aritra