Python 3D绘制非矩形域

Question

我有一些z=f(x,y)数据，我想绘制。问题是(x,y)不是“漂亮”矩形的一部分，而是任意的平行四边形，如附图所示（这个特殊的也是一个矩形，但你可以想到更一般的情况）。所以我很难弄清楚如何在这种情况下使用plot_surface，因为这通常会将x和y作为2d数组，这里我的x和y值是1d。谢谢。

Answer 1

任意点可以作为1D阵列提供给matplotlib.Axes3D.plot_trisurf。它们是否遵循特定结构并不重要。

其他取决于数据结构的方法是

• 插入常规矩形网格上的点。这可以使用scipy.interpolate.griddata来完成。参见示例here
• 重塑输入数组，使它们生活在常规，然后使用plot_surface()。根据点的顺序，对于具有“平行四边形”形状的网格，这可能是一个非常简单的解决方案。 从sphere example可以看出，plot_surface()也适用于非常不平的网格形状，只要它以常规方式构造。

这里有些例子：

为了完整性，请在此处找到生成上述图像的代码：

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

f = lambda x,y: np.sin(x+0.4*y)*0.23+1

fig = plt.figure(figsize=(5,6))
plt.subplots_adjust(left=0.1, top=0.95,wspace=0.01)


ax0 = fig.add_subplot(322, projection="3d")

ma = 6*(np.random.rand(100)-0.5)
mb = 6*(np.random.rand(100)-0.5)
phi = np.pi/4
x = 1.7*ma*np.cos(phi) + 1.7*mb*np.sin(phi)
y = -1.2*ma*np.sin(phi) +1.2* mb*np.cos(phi)
z = f(x,y)
ax0.plot_trisurf(x,y,z)

ax1 = fig.add_subplot(321)
ax0.set_title("random plot_trisurf()")
ax1.set_aspect("equal")
ax1.scatter(x,y, marker="+", alpha=0.4)
for i  in range(len(x)):
    ax1.text(x[i],y[i], i  , ha="center", va="center", fontsize=6)


n = 10
a = np.linspace(-3, 3, n)
ma, mb = np.meshgrid(a,a)
phi = np.pi/4
xm = 1.7*ma*np.cos(phi) + 1.7*mb*np.sin(phi)
ym = -1.2*ma*np.sin(phi) +1.2* mb*np.cos(phi)
shuf = np.c_[xm.flatten(), ym.flatten()]
np.random.shuffle(shuf)
x = shuf[:,0]
y = shuf[:,1]
z = f(x,y)

ax2 = fig.add_subplot(324, projection="3d")
ax2.plot_trisurf(x,y,z)

ax3 = fig.add_subplot(323)
ax2.set_title("unstructured plot_trisurf()")
ax3.set_aspect("equal")
ax3.scatter(x,y, marker="+", alpha=0.4)
for i  in range(len(x)):
    ax3.text(x[i],y[i], i  , ha="center", va="center", fontsize=6)


x = xm.flatten()
y = ym.flatten()
z = f(x,y)

X = x.reshape(10,10)
Y = y.reshape(10,10)
Z = z.reshape(10,10)

ax4 = fig.add_subplot(326, projection="3d")
ax4.plot_surface(X,Y,Z)

ax5 = fig.add_subplot(325)
ax4.set_title("regular plot_surf()")
ax5.set_aspect("equal")
ax5.scatter(x,y, marker="+", alpha=0.4)
for i  in range(len(x)):
    ax5.text(x[i],y[i], i  , ha="center", va="center", fontsize=6)


for axes in [ax0, ax2,ax4]:
    axes.set_xlim([-3.5,3.5])
    axes.set_ylim([-3.5,3.5])
    axes.set_zlim([0.9,2.0])
    axes.axis("off")
plt.savefig(__file__+".png")
plt.show()

Answer 2

如果您的数据是有序的，并且您知道平行四边形的大小，那么形状可能就足够了：

ax.surface(x.reshape(10, 10), y.reshape(10, 10), z.reshape(10, 10))

如果平行四边形在每一侧有10个点，并且这些点以Z字形图案排序，则可以工作