matplotlib 中的曲面和 3d 轮廓

Posted 2023-02-16

【中文标题】matplotlib 中的曲面和 3d 轮廓

【英文标题】：Surface and 3d contour in matplotlib

【发布时间】：2016-05-28 11:47:50

【问题描述】：

我想使用matplotlib 绘制带有颜色图、线框和轮廓的曲面。像这样的：

请注意，我不是在询问与 xy 平行的平面中的轮廓，而是图像中的 3D 和白色轮廓。

如果我以天真的方式绘制所有这些东西，我将看不到轮廓（请参阅下面的代码和图片）。

import numpy as np
from mpl_toolkits.mplot3d import axes3d
import matplotlib.pyplot as plt

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection="3d")
X, Y = np.mgrid[-1:1:30j, -1:1:30j]
Z = np.sin(np.pi*X)*np.sin(np.pi*Y)
ax.plot_surface(X, Y, Z, cmap="autumn_r", lw=0.5, rstride=1, cstride=1)
ax.contour(X, Y, Z, 10, lw=3, cmap="autumn_r", linestyles="solid", offset=-1)
ax.contour(X, Y, Z, 10, lw=3, colors="k", linestyles="solid")
plt.show()

如果为表面添加透明度，那么我可以看到轮廓，但它看起来真的很混乱（见下面的代码和图片）

import numpy as np
from mpl_toolkits.mplot3d import axes3d
import matplotlib.pyplot as plt

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection="3d")
X, Y = np.mgrid[-1:1:30j, -1:1:30j]
Z = np.sin(np.pi*X)*np.sin(np.pi*Y)
ax.plot_surface(X, Y, Z, cmap="autumn_r", lw=0.5, rstride=1, cstride=1, alpha=0.5)
ax.contour(X, Y, Z, 10, lw=3, cmap="autumn_r", linestyles="solid", offset=-1)
ax.contour(X, Y, Z, 10, lw=3, colors="k", linestyles="solid")
plt.show()

问题：有没有办法在matplotlib 中获得这个结果？不过，阴影不是必需的。

【问题讨论】：

如果将轮廓的 alpha 设置为一个较小的值，它可能看起来不那么混乱。

【参考方案1】：

我想你想设置轮廓的偏移量：

ax.contour(X, Y, Z, 10, offset=-1, lw=3, colors="k", linestyles="solid", alpha=0.5)

查看此示例了解更多信息：

http://matplotlib.org/examples/mplot3d/contour3d_demo3.html

这里的文档：

http://matplotlib.org/mpl_toolkits/mplot3d/tutorial.html#contour-plots

偏移量：如果指定，则在垂直于 zdir 的平面中的该位置上绘制轮廓线的投影

注意，zdir = 'z' 默认情况下，但您可以在 x 或 y 方向上投影，并相应地设置 zdir。

【讨论】：

并非如此，这将在 2D 中绘制轮廓。但不是我想要的 3D。查看示例图像，它有白色轮廓。

啊，好吧，对不起，我误解了这个问题

【参考方案2】：

如果你试试这个，显然这是一个错误

import numpy as np
from mpl_toolkits.mplot3d import axes3d
import matplotlib.pyplot as plt

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection="3d")
X, Y = np.mgrid[-1:1:30j, -1:1:30j]
Z = np.sin(np.pi*X)*np.sin(np.pi*Y)


ax.plot_surface(X, Y, Z, cmap="autumn_r", lw=0, rstride=1, cstride=1)
ax.contour(X, Y, Z+1, 10, lw=3, colors="k", linestyles="solid")
plt.show()

然后旋转，你会看到轮廓线在不应该消失的时候消失