在三維空間繪制點,線,面

1.繪制點

用scatter()散點繪制三維坐標點

from matplotlib import pyplot as pltfrom mpl_toolkits.mplot3d import Axes3Ddot1 = [[0, 0, 0], [1, 1, 1], [ 2, 2, 2], [2, 2, 3], [2, 2, 4]] # 得到五個點plt.figure() # 得到畫面ax1 = plt.axes(projection=’3d’)ax1.set_xlim(0, 5) # X軸，橫向向右方向ax1.set_ylim(5, 0) # Y軸,左向與X,Z軸互為垂直ax1.set_zlim(0, 5) # 豎向為Z軸color1 = [’r’, ’g’, ’b’, ’k’, ’m’]marker1 = [’o’, ’v’, ’1’, ’s’, ’H’]i = 0for x in dot1: ax1.scatter(x[0], x[1], x[2], c=color1[i],marker=marker1[i], linewidths=4) # 用散點函數畫點 i += 1plt.show()

2.繪制線

函數plot3D(xs, ys, *args, zdir=‘z’, **kwargs),用于繪制三維坐標的線，其參數使用說明如下.（1）xs,ys,zdir=‘z’: 設置(x,y,z)坐標值,為集合對象,是該函數與plot()的唯一區別.(2) kwargs:接受鍵值對參數,使用方法同plot()

from matplotlib import pyplot as pltfrom mpl_toolkits.mplot3d import Axes3Dimport numpy as npplt.figure()ax = plt.subplot(111, projection=’3d’)ax.set_xlim(0, 20) # X軸，橫向向右方向ax.set_ylim(20, 0) # Y軸,左向與X,Z軸互為垂直ax.set_zlim(0, 20) # 豎向為Z軸z = np.linspace(0, 4*np.pi, 500)x = 10*np.sin(z)y = 10*np.cos(z)ax.plot3D(x, y, z, ’black’) # 繪制黑色空間曲線# ----------------------------------------------------------z1 = np.linspace(0, 4*np.pi, 500)x1 = 5*np.sin(z1)y1 = 5*np.cos(z1)ax.plot3D(x1,y1,z1,’g--’) #繪制綠色空間虛曲線#------------------------------------------------------------ax.plot3D([0,18,0],[5,18,10],[0,5,0],’om-’) #繪制帶o折線plt.show()

3.繪制面

3D 圖形需要的數據與等高線圖基本相同：X、Y 數據決定坐標點，Z 軸數據決定 X、Y 坐標點對應的高度。與等高線圖使用等高線來代表高度不同，3D 圖形將會以更直觀的形式來表示高度。為了繪制 3D 圖形，需要調用 Axes3D 對象的 plot_surface()方法來完成。

from matplotlib import pyplot as pltfrom mpl_toolkits.mplot3d import Axes3Dfrom matplotlib import cmimport numpy as npfig = plt.figure(figsize=(15, 5))ax = fig.add_subplot(131, projection=’3d’) # 第一個繪圖區x = np.arange(1, 50, 1)y = np.arange(1, 50, 1)X, Y = np.meshgrid(x, y) # 將坐標向量(x,y)變為坐標矩陣(X,Y)def Z(X, Y): # 自定義求Z向量的函數 return X*0.2+Y*0.3+20s1 = ax.plot_surface(X, Y, Z(X, Y), rstride=10, cstride=10, cmap=cm.jet, linewidth=1, antialiased=True) #繪制面ax.set_xlim3d(0,50) #指定x軸坐標值范圍ax.set_ylim3d(0,50) #指定y軸坐標值范圍ax.set_zlim3d(0,50) #指定z軸坐標值范圍 fig.colorbar(s1,shrink=1,aspect=5) #------------------------------------------ax1 = fig.add_subplot(132,projection=’3d’) #第二個繪圖區s2 = ax1.plot_surface(X,Y,Z(X,Y),rstride=1, cstride=1, cmap=cm.jet, linewidth=1, antialiased=False) #繪制面fig.colorbar(s2,shrink=0.5,aspect=5)#--------------------------------------------d = 0.05x1 = np.arange(-4,4,d)y1 = np.arange(-3,3,d)X1,Y1 = np.meshgrid(x1,y1)def Z1(X,Y): #自定義求z向量的函數 z1 = np.exp(-X**2-Y**2) z2 = np.exp(-(X-1)**2-(Y-1)**2) return (z2-z1)*2 #返回Z坐標值ax2 = fig.add_subplot(133,projection=’3d’)s3 = ax2.plot_surface(X,Y,Z(X,Y),rstride=1, cstride=1, cmap=cm.jet, linewidth=1, antialiased=False)fig.colorbar(s3,shrink=0.5,aspect=5)plt.show()

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