Python使用Matplotlib繪制3D圣誕樹

更新時間：2023年12月28日 16:26:51 作者：kuan_li_lyg

這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了Python如何使用Matplotlib繪制3D圣誕樹,文中的示例代碼講解詳細(xì),感興趣的小伙伴可以跟隨小編一起學(xué)習(xí)一下

前言

因?yàn)槲覀儼咽フQ樹安裝在暖氣電池旁邊，所以它很快就死了。所以我決定用 Matplotlib 繪制一棵圣誕樹。你不需要為它遮陽避暑，它也不需要任何水。在阿瑞克斯星球，水的供應(yīng)是有限的。地球上也是如此。

步驟

要在 matplotlib 中繪圖，我們需要將其包含在內(nèi)。

此外，我們還要為 3D 準(zhǔn)備所有庫。

import math
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection="3d")

讓我們先畫一個 3D 圓，確保一切正常。

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection="3d")
k=300
Z = [10 for i in range(k)]
X = [math.cos(i/10) for i in range(k)]
Y = [math.sin(i/10) for i in range(k)]
ax.scatter(X,Y,Z, c="green", marker="^")
plt.show()

不錯！這是非常標(biāo)準(zhǔn)的。我們現(xiàn)在只修復(fù) Z 坐標(biāo)。

現(xiàn)在，應(yīng)用 Z 坐標(biāo)使其 3D 化。

Z = [i for i in range(k)]

讓我們在頂部縮小圓的半徑。

Z = [i for i in range(k)]
X = [math.cos(i/5)*(k-i) for i in range(k)]
Y = [math.sin(i/5)*(k-i) for i in range(k)]

Matplotlib 總是傾向于貼合圖形，只需在此處添加這些限制即可：

plt.xlim(-500,500)
plt.ylim(-500,500)

畫一些紅圈。它們的公式相同，但步長更大。我們還通過在 sin 和 cos 參數(shù)上加 2 來移動它，這樣它們就不會與樹本身相交。

k=300
Z = [i for i in range(k)]
X = [math.cos(i/5)*(k-i) for i in range(k)]
Y = [math.sin(i/5)*(k-i) for i in range(k)]
ax.scatter(X,Y,Z, c="green", marker="^")
k=300
step = 4
Z = [i for i in range(1,k,step)]
X = [math.cos(i/5+2)*(k-i+10) for i in range(1,k,step)]
Y = [math.sin(i/5+2)*(k-i+10) for i in range(1,k,step)]
ax.scatter(X,Y,Z, c="red", marker="o")
plt.xlim(-500,500)
plt.ylim(-500,500)
plt.show()

微調(diào)裝飾

c = [(i/k,abs(0.5-i/k),i/k) for i in range(1,k,step)]
ax.scatter(X,Y,Z, c=c, marker="o",s=40)

要旋轉(zhuǎn)樹形圖，我們需要為每一幀繪制樹形圖，并在 sin 和 cos 參數(shù)中添加一些常數(shù)。

我們?yōu)槌跏紙D形和每一幀復(fù)制代碼。

import math
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib import animation
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
fig = plt.figure(figsize=(8,8))
ax = fig.add_subplot(111, projection="3d")
def init():
    k=300
    Z = [i for i in range(k)]
    X = [math.cos(i/5)*(k-i) for i in range(k)]
    Y = [math.sin(i/5)*(k-i) for i in range(k)]
    ax.scatter(X,Y,Z, c="green", marker="^")
    step = 3
    c = [(i/k,abs(0.5-i/k),i/k) for i in range(1,k,step)]
    Z = [i for i in range(1,k,step)]
    X = [math.cos(i/5+2)*(k-i+10) for i in range(1,k,step)]
    Y = [math.sin(i/5+2)*(k-i+10) for i in range(1,k,step)]
    ax.scatter(X,Y,Z, c=c, marker="o",s=40)
    plt.xlim(-500,500)
    plt.ylim(-500,500)
    return fig,
def animate(f):
    fig.clear()
    ax = fig.add_subplot(111, projection="3d")
    k=300
    Z = [i for i in range(k)]
    X = [math.cos(i/5+f/10)*(k-i) for i in range(k)]
    Y = [math.sin(i/5+f/10)*(k-i) for i in range(k)]
    ax.scatter(X,Y,Z, c="green", marker="^")
    step = 3
    c = [(i/k,abs(0.5-i/k),i/k) for i in range(1,k,step)]
    Z = [i for i in range(1,k,step)]
    X = [math.cos(i/5+2+f/10)*(k-i+10) for i in range(1,k,step)]
    Y = [math.sin(i/5+2+f/10)*(k-i+10) for i in range(1,k,step)]
    ax.scatter(X,Y,Z, c=c, marker="o",s=40)
    plt.xlim(-500,500)
    plt.ylim(-500,500)
    return fig,
ani=animation.FuncAnimation(fig, animate, init_func=init,
                               frames=90, interval=50, blit=True)
ani.save("christmas_tree.mp4")

這就是結(jié)果：