Python Matplotlib 3D绘图详解(汇总)

樵夫2021-11-05 10:00

  最初开发的 Matplotlib,仅支持绘制 2d 图形,后来随着版本的不断更新, Matplotlib 在二维绘图的基础上,构建了一部分较为实用的 3D 绘图程序包,比如 mpl_toolkits.mplot3d,通过调用该程序包一些接口可以绘制 3D散点图、3D曲面图、3D线框图等

  mpl_toolkits 是 Matplotlib 的绘图工具包。

  第一个三维绘图程序

  下面编写第一个三维绘图程序。

  首先创建一个三维绘图区域, plt.axes() 函数提供了一个参数projection,将其参数值设置为 "3d"。如下所示:

#导入三维工具包mplot3d
from mpl_toolkits import mplot3d
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
fig = plt.figure()
#创建3d绘图区域
ax = plt.axes(projection='3d')

  有了三维绘图区域,接下来就要构建 3d 图像,如下所示:

#从三个维度构建
z = np.linspace(0, 1, 100)
x = z * np.sin(20 * z)
y = z * np.cos(20 * z)

  最后调用 plot3D() 方法绘制 3d 图形,代码如下:

#调用 ax.plot3D创建三维线图
ax.plot3D(x, y, z, 'gray')
ax.set_title('3D line plot')
plt.show()

  完整程序如下所示:

from mpl_toolkits import mplot3d
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
fig = plt.figure()
#从三个维度构建
z = np.linspace(0, 1, 100)
x = z * np.sin(20 * z)
y = z * np.cos(20 * z)
#调用 ax.plot3D创建三维线图
ax.plot3D(x, y, z, 'gray')
ax.set_title('3D line plot')
plt.show()

  输出结果如下所示:

Python Matplotlib 3D绘图详解(汇总)

  上述代码中的 ax.plot3D() 函数可以绘制各种三维图形,这些三维图都要根据(x,y,z)三元组类来创建。

  3D散点图

  通过 ax.scatter3D() 函数可以绘制 3D 散点图,示例代码如下:

from mpl_toolkits import mplot3d
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
fig = plt.figure()
#创建绘图区域
ax = plt.axes(projection='3d')
#构建xyz
z = np.linspace(0, 1, 100)
x = z * np.sin(20 * z)
y = z * np.cos(20 * z)
c = x + y
ax.scatter3D(x, y, z, c=c)
ax.set_title('3d Scatter plot')
plt.show()

  输出结果图: