Python/matplotlib: tracciare un cubo 3d, una sfera e un vettore?

Question

Cerco di tracciare qualcosa con meno istruzioni possibili con matplotlib ma non trovo alcun aiuto per questo nella documentazione.

voglio tracciare le seguenti cose:

• un cubo wireframe centrato in 0 con una lunghezza laterale di 2
• una sfera "wireframe" centrato 0 con un raggio di 1
• un punto alle coordinate [0, 0, 0]
• un vettore che inizia a questo punto e va a [1, 1, 1]

Come farlo?

Answer 1

è un po 'complicato, ma è possibile disegnare tutti gli oggetti dal codice seguente:

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() 

Answer 2

Per disegnare solo la freccia, c'è un metodo più semplice: -

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() 

la faretra può effettivamente essere utilizzata per tracciare più vettori contemporaneamente. L'uso è il seguente: - [da http://matplotlib.org/mpl_toolkits/mplot3d/tutorial.html?highlight=quiver#mpl_toolkits.mplot3d.Axes3D.quiver]

faretra (X, Y, Z, U, V, W, ** kwargs)

Argomenti:

X, Y, Z : le coordinate x, yez delle località freccia

U, V, W: componenti x, yez dei vettori freccia

Gli argomenti possono essere array o scalari.

argomenti chiave:

lunghezza: [1.0 | float] La lunghezza di ogni faretra, default a 1,0, l'unità è lo stesso con gli assi

arrow_length_ratio: [0,3 | float] Il rapporto della freccia rispetto alla faretra, default a 0,3

pivot: [ ‘coda’ | "Medio" | 'Tip'] La parte della freccia che si trova nel punto della griglia; la freccia ruota attorno a questo punto, da qui il nome pivot. L'impostazione predefinita è 'coda'

normalize: [False | Vero] Se è Vero, tutte le frecce avranno la stessa lunghezza. Questo valore è impostato su False, dove le frecce avranno lunghezze diverse a seconda dei valori di u, v, w.