Python實(shí)現(xiàn)繪制3D地球旋轉(zhuǎn)效果
畫一個(gè)地球
想畫一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的地球，那么首先要有一個(gè)球，或者說要有一個(gè)球面，用參數(shù)方程可以表示為
x?=rcos?cosθ
y=rcos?sinθ
z=rsin??
然后要有一個(gè)地球，或者說要有一個(gè)地圖，用來作為貼圖，映射到球面上。
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
path = "earth1.jpg"
img = plt.imread(path)
h, w, c = img.shape
ys, xs = np.indices([h, w])
th = xs/w*np.pi*2
phi = np.pi/2 - ys/h*np.pi
x = np.cos(phi)*np.cos(th)
y = np.cos(phi)*np.sin(th)
z = np.sin(phi)
cs = [tuple(c/255) for c in img.reshape(-1,3)]
ax = plt.subplot(projection='3d')
ax.scatter(x, y, z, marker='.', c=cs)
plt.axis('off')
plt.show()
其中scatter畫的是散點(diǎn)圖，c=cs為顏色映射參數(shù)，所以溫馨提示，選取的地球圖片不宜過大，否則點(diǎn)太多會(huì)讓電腦爆掉。
最后得到的效果如下
讓地球轉(zhuǎn)起來
三維空間中的旋轉(zhuǎn)矩陣如下表所示，具體講解可參考這兩篇博客：旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸??旋轉(zhuǎn)正方體
有了旋轉(zhuǎn)矩陣，接下來就是讓地球轉(zhuǎn)起來。
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib import animation
cos = lambda th : np.cos(np.deg2rad(th))
sin = lambda th : np.sin(np.deg2rad(th))
Rz = lambda th : np.array([
[cos(th) , -sin(th), 0],
[sin(th), cos(th), 0],
[0 , 0, 1]])
xyz = np.array([x,y,z]).reshape(3,-1)
fig = plt.figure(figsize=(5,5))
ax = fig.add_subplot(projection='3d')
ax.grid()
lines = ax.scatter(x, y, z, marker='.', c=cs)
def animate(n):
# 按照xyz順序旋轉(zhuǎn)
axis = [2,1,0]
shape = xyz.shape
lines._offsets3d = Rz(n)@xyz
return lines,
ani = animation.FuncAnimation(fig, animate,
range(0, 360, 2), interval=25, blit=True)
#plt.show()
ani.save("zyx.gif")
效果如下
以上就是Python實(shí)現(xiàn)繪制3D地球旋轉(zhuǎn)效果的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Python3D地球旋轉(zhuǎn)的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
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