python-zeichnen von 3D-cube

Ich versuche, zeichnen Sie einen quader. Tatsächlich fing ich von python-Skript Zeichnung eines Würfels als:

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

points = np.array([[-1, -1, -1],
                  [1, -1, -1 ],
                  [1, 1, -1],
                  [-1, 1, -1],
                  [-1, -1, 1],
                  [1, -1, 1 ],
                  [1, 1, 1],
                  [-1, 1, 1]])


fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')

r = [-1,1]

X, Y = np.meshgrid(r, r)

ax.plot_surface(X,Y,1, alpha=0.5)
ax.plot_surface(X,Y,-1, alpha=0.5)
ax.plot_surface(X,-1,Y, alpha=0.5)
ax.plot_surface(X,1,Y, alpha=0.5)
ax.plot_surface(1,X,Y, alpha=0.5)
ax.plot_surface(-1,X,Y, alpha=0.5)

ax.scatter3D(points[:, 0], points[:, 1], points[:, 2])

ax.set_xlabel('X')
ax.set_ylabel('Y')
ax.set_zlabel('Z')

plt.show()

Werden, um ein quader, habe ich multipliziert die Punkte-matrix durch die folgende matrix:

P = 

[[2.06498904e-01  -6.30755443e-07   1.07477548e-03]

 [1.61535574e-06   1.18897198e-01   7.85307721e-06]

 [7.08353661e-02   4.48415767e-06   2.05395893e-01]]

als:

Z = np.zeros((8,3))

for i in range(8):

   Z[i,:] = np.dot(points[i,:],P)

Z = 10.0*Z

Meine Idee ist dann zu vertreten, wie folgt:

ax.scatter3D(Z[:, 0], Z[:, 1], Z[:, 2])

ax.set_xlabel('X')
ax.set_ylabel('Y')
ax.set_zlabel('Z')

plt.show()

Und das ist, was ich bekomme:

python-zeichnen von 3D-cube

Wie kann ich dann setzen Oberflächen, die auf diese verschiedenen Punkte für die form der quader (in der Art des Würfels oben)?

InformationsquelleAutor rogwar | 2017-07-03

3d matplotlib python

Plot-Oberflächen mit 3D-PolyCollection (Beispiel)

import numpy as np
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
from mpl_toolkits.mplot3d.art3d import Poly3DCollection, Line3DCollection
import matplotlib.pyplot as plt

points = np.array([[-1, -1, -1],
                  [1, -1, -1 ],
                  [1, 1, -1],
                  [-1, 1, -1],
                  [-1, -1, 1],
                  [1, -1, 1 ],
                  [1, 1, 1],
                  [-1, 1, 1]])

P = [[2.06498904e-01 , -6.30755443e-07 ,  1.07477548e-03],
 [1.61535574e-06 ,  1.18897198e-01 ,  7.85307721e-06],
 [7.08353661e-02 ,  4.48415767e-06 ,  2.05395893e-01]]

Z = np.zeros((8,3))
for i in range(8): Z[i,:] = np.dot(points[i,:],P)
Z = 10.0*Z

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')

r = [-1,1]

X, Y = np.meshgrid(r, r)
# plot vertices
ax.scatter3D(Z[:, 0], Z[:, 1], Z[:, 2])

# list of sides' polygons of figure
verts = [[Z[0],Z[1],Z[2],Z[3]],
 [Z[4],Z[5],Z[6],Z[7]], 
 [Z[0],Z[1],Z[5],Z[4]], 
 [Z[2],Z[3],Z[7],Z[6]], 
 [Z[1],Z[2],Z[6],Z[5]],
 [Z[4],Z[7],Z[3],Z[0]]]

# plot sides
ax.add_collection3d(Poly3DCollection(verts, 
 facecolors='cyan', linewidths=1, edgecolors='r', alpha=.25))

ax.set_xlabel('X')
ax.set_ylabel('Y')
ax.set_zlabel('Z')

plt.show()

python-zeichnen von 3D-cube

Ich danke Ihnen sehr !!! Vielen Dank für Ihre Freundlichkeit !!!
Ist es ein Weg, um fügen Sie diesen cube-über ein vorhandenes 2D-Bild?

InformationsquelleAutor pcu

Gegeben, dass der Titel dieser Frage ist 'python-zeichnen von 3D-cube", das ist der Artikel, den ich gefunden als ich gegoogelt, die Frage.

Für den Zweck von denen, die das gleiche tun wie ich, die wollen einfach einen Würfel zu zeichnen, ich habe die folgende Funktion, die vier Punkte von einem Würfel eine Ecke zuerst, und dann die drei benachbarten Punkte um die Ecke.

Es dann Beete-Würfel.

Ist die Funktion unter:

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
from mpl_toolkits.mplot3d.art3d import Poly3DCollection, Line3DCollection

def plot_cube(cube_definition):
    cube_definition_array = [
        np.array(list(item))
        for item in cube_definition
    ]

    points = []
    points += cube_definition_array
    vectors = [
        cube_definition_array[1] - cube_definition_array[0],
        cube_definition_array[2] - cube_definition_array[0],
        cube_definition_array[3] - cube_definition_array[0]
    ]

    points += [cube_definition_array[0] + vectors[0] + vectors[1]]
    points += [cube_definition_array[0] + vectors[0] + vectors[2]]
    points += [cube_definition_array[0] + vectors[1] + vectors[2]]
    points += [cube_definition_array[0] + vectors[0] + vectors[1] + vectors[2]]

    points = np.array(points)

    edges = [
        [points[0], points[3], points[5], points[1]],
        [points[1], points[5], points[7], points[4]],
        [points[4], points[2], points[6], points[7]],
        [points[2], points[6], points[3], points[0]],
        [points[0], points[2], points[4], points[1]],
        [points[3], points[6], points[7], points[5]]
    ]

    fig = plt.figure()
    ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')

    faces = Poly3DCollection(edges, linewidths=1, edgecolors='k')
    faces.set_facecolor((0,0,1,0.1))

    ax.add_collection3d(faces)

    # Plot the points themselves to force the scaling of the axes
    ax.scatter(points[:,0], points[:,1], points[:,2], s=0)

    ax.set_aspect('equal')


cube_definition = [
    (0,0,0), (0,1,0), (1,0,0), (0,0,1)
]
plot_cube(cube_definition)

Geben das Ergebnis:

python-zeichnen von 3D-cube

InformationsquelleAutor MeshachBlue

Siehe meine andere Antwort (https://stackoverflow.com/a/49766400/3912576) für eine einfachere Lösung.

Hier ist ein komplizierter Satz von Funktionen, die matplotlib-Skala besser und immer Kräfte, die den Eingang zu einem Würfel.

Den ersten parameter übergeben zu cubify_cube_definition ist der Ausgangspunkt, der zweite parameter ist der zweite Punkt, cube-Länge ist definiert von diesem Punkt, die Dritte ist eine rotation Punkt, es wird verschoben werden, entsprechend der Länge der ersten und zweiten.

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
from mpl_toolkits.mplot3d.art3d import Poly3DCollection, Line3DCollection

def cubify_cube_definition(cube_definition):
    cube_definition_array = [
        np.array(list(item))
        for item in cube_definition
    ]
    start = cube_definition_array[0]
    length_decider_vector = cube_definition_array[1] - cube_definition_array[0]   
    length = np.linalg.norm(length_decider_vector)

    rotation_decider_vector = (cube_definition_array[2] - cube_definition_array[0])
    rotation_decider_vector = rotation_decider_vector / np.linalg.norm(rotation_decider_vector) * length

    orthogonal_vector = np.cross(length_decider_vector, rotation_decider_vector)
    orthogonal_vector = orthogonal_vector / np.linalg.norm(orthogonal_vector) * length

    orthogonal_length_decider_vector = np.cross(rotation_decider_vector, orthogonal_vector)
    orthogonal_length_decider_vector = (
        orthogonal_length_decider_vector / np.linalg.norm(orthogonal_length_decider_vector) * length)

    final_points = [
        tuple(start),
        tuple(start + orthogonal_length_decider_vector),
        tuple(start + rotation_decider_vector),
        tuple(start + orthogonal_vector)        
    ]

    return final_points


def cube_vertices(cube_definition):
    cube_definition_array = [
        np.array(list(item))
        for item in cube_definition
    ]

    points = []
    points += cube_definition_array
    vectors = [
        cube_definition_array[1] - cube_definition_array[0],
        cube_definition_array[2] - cube_definition_array[0],
        cube_definition_array[3] - cube_definition_array[0]
    ]

    points += [cube_definition_array[0] + vectors[0] + vectors[1]]
    points += [cube_definition_array[0] + vectors[0] + vectors[2]]
    points += [cube_definition_array[0] + vectors[1] + vectors[2]]
    points += [cube_definition_array[0] + vectors[0] + vectors[1] + vectors[2]]

    points = np.array(points)

    return points


def get_bounding_box(points): 
    x_min = np.min(points[:,0])
    x_max = np.max(points[:,0])
    y_min = np.min(points[:,1])
    y_max = np.max(points[:,1])
    z_min = np.min(points[:,2])
    z_max = np.max(points[:,2])

    max_range = np.array(
        [x_max-x_min, y_max-y_min, z_max-z_min]).max() / 2.0

    mid_x = (x_max+x_min) * 0.5
    mid_y = (y_max+y_min) * 0.5
    mid_z = (z_max+z_min) * 0.5

    return [
        [mid_x - max_range, mid_x + max_range],
        [mid_y - max_range, mid_y + max_range],
        [mid_z - max_range, mid_z + max_range]
    ]


def plot_cube(cube_definition):
    points = cube_vertices(cube_definition)

    edges = [
        [points[0], points[3], points[5], points[1]],
        [points[1], points[5], points[7], points[4]],
        [points[4], points[2], points[6], points[7]],
        [points[2], points[6], points[3], points[0]],
        [points[0], points[2], points[4], points[1]],
        [points[3], points[6], points[7], points[5]]
    ]

    fig = plt.figure()
    ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')

    faces = Poly3DCollection(edges, linewidths=1, edgecolors='k')
    faces.set_facecolor((0,0,1,0.1))

    ax.add_collection3d(faces)

    bounding_box = get_bounding_box(points)

    ax.set_xlim(bounding_box[0])
    ax.set_ylim(bounding_box[1])
    ax.set_zlim(bounding_box[2])

    ax.set_xlabel('x')
    ax.set_ylabel('y')
    ax.set_zlabel('z')
    ax.set_aspect('equal')


cube_definition = cubify_cube_definition([(0,0,0), (0,3,0), (1,1,0.3)])
plot_cube(cube_definition)

Erzeugt das folgende Ergebnis:

python-zeichnen von 3D-cube

InformationsquelleAutor MeshachBlue

Getan mit matplotlib und koordinieren geometrie

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


def cube_coordinates(edge_len,step_size):
    X = np.arange(0,edge_len+step_size,step_size)
    Y = np.arange(0,edge_len+step_size,step_size)
    Z = np.arange(0,edge_len+step_size,step_size)
    temp=list()
    for i in range(len(X)):
        temp.append((X[i],0,0))
        temp.append((0,Y[i],0))
        temp.append((0,0,Z[i]))
        temp.append((X[i],edge_len,0))
        temp.append((edge_len,Y[i],0))
        temp.append((0,edge_len,Z[i]))
        temp.append((X[i],edge_len,edge_len))
        temp.append((edge_len,Y[i],edge_len))
        temp.append((edge_len,edge_len,Z[i]))
        temp.append((edge_len,0,Z[i]))
        temp.append((X[i],0,edge_len))
        temp.append((0,Y[i],edge_len))
    return temp


edge_len = 10


A=cube_coordinates(edge_len,0.01)
A=list(set(A))
fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')
A=zip(*A)
X,Y,Z=list(A[0]),list(A[1]),list(A[2])
ax.scatter(X,Y,Z,c='g')

plt.show()

InformationsquelleAutor Preetham Dasari

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