python 用 matplotlib 在 3D 空间绘制散点，体验不同视角实例详解

2024-06-29 21:42| 来源: 网络整理| 查看: 265

图形预览：

说明：

在 3 维空间绘制点（0，0， 0），（1， 1， 1），（2， 2， 2）及其在三个坐标平面的投影。

0、import

import numpy as npfrom matplotlib import pyplot as plt from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D

1、单一方位角

# 创建画布 fig = plt.figure(figsize=(12, 8), facecolor='lightyellow' ) # 创建 3D 坐标系 ax = fig.gca(fc='whitesmoke', projection='3d' ) # 定义数据 x = np.array([0, 1, 2]) y = np.array([0, 1, 2]) z = np.array([0, 1, 2]) # 绘制 3D 散点 points = ax.scatter(xs=x, # x 轴坐标 ys=y, # y 轴坐标 zs=z, # z 轴坐标 zdir='z', # c='r', # color s=70, # size ) # 点在 3 个坐标平面上的投影 ax.scatter(0, y, z, zdir='z', c='green', s=z*28 ) # 投影在 yz 平面 ax.scatter(x, 0, z, zdir='z', c='gray', s=z*28 ) # 投影在 xz 平面 ax.scatter(x, y, 0, zdir='z', c='cyan', s=z*28 ) # 投影在 xy 平面 # 设置坐标轴标题和刻度 ax.set(xlabel='X', ylabel='Y', zlabel='Z', xticks=np.arange(0, 4, 0.5), yticks=np.arange(0, 4, 0.5), zticks=np.arange(0, 4, 0.5) ) # 调整视角 ax.view_init(elev=20, # 仰角 azim=45 # 方位角 ) # 显示图形 plt.show()

图形：

2、多子图不同视角

# 定义数据 x = np.array([0, 1, 2]) y = np.array([0, 1, 2]) z = np.array([0, 1, 2]) # --------------------------------------- 定义绘图函数 ----------------------------------- def point3d(ax, theta1, theta2): # 绘制 3D 散点 points = ax.scatter(xs=x, # x 轴坐标 ys=y, # y 轴坐标 zs=z, # z 轴坐标 zdir='z', # c='r', # color s=70, # size ) # 点在 3 个坐标平面上的投影 ax.scatter(0, y, z, zdir='z', c='green', s=z*28 ) # 投影在 yz 平面 ax.scatter(x, 0, z, zdir='z', c='gray', s=z*28 ) # 投影在 xz 平面 ax.scatter(x, y, 0, zdir='z', c='cyan', s=z*28 ) # 投影在 xy 平面 # 设置坐标轴标题和刻度 ax.set(xlabel='X', ylabel='Y', zlabel='Z', xticks=np.arange(0, 4, 0.5), yticks=np.arange(0, 4, 0.5), zticks=np.arange(0, 4, 0.5) ) # 调整视角 ax.view_init(elev=theta1, # 仰角 azim=theta2 # 方位角 ) # --------------------------------------- 创建画布，划分子图 ----------------------------------- # 使图表元素中正常显示中文 mpl.rcParams['font.sans-serif'] = 'SimHei' # 使坐标轴刻度标签正常显示负号 mpl.rcParams['axes.unicode_minus'] = False # 创建画布 fig = plt.figure(figsize=(32, 28), facecolor='lightyellow' ) # 创建 3D 坐标系 axes = fig.subplots(nrows=4, ncols=4, subplot_kw=dict(fc='whitesmoke', projection='3d', ), ) # --------------------------------------- 调用函数，绘制图形 ----------------------------------- elevs = [0, 10, 20, 30] azims = [0, 30, 45, 60] for i, theta1 in enumerate(elevs): for j, theta2 in enumerate(azims): ax = axes[i, j] point3d(ax, theta1, theta2) ax.set_title(f'仰角：{theta1} 方位角：{theta2}') # 显示图形 plt.show()

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