python-深入理解Matplotlib3D绘图函数plot_surface的rstride和cstride参数

深入理解 Matplotlib 3D 绘图函数 plot_surface 的 rstride 和 cstride 参数

今晚开始接触 Matplotlib 的 3D 绘图函数 plot_surface,真的非常强大,图片质量可以达到出版级别,而且 3D 图像可以旋转 ,可以从不同角度来看某个 3D 立体图,但是我发现各大中文开源社区有关 3D 绘图的代码都是千篇一律的,现除了看源码说明,我几乎得不到半点有关 plot_surface 的重要参数说明,而且我感觉纯英文的源码说明晦涩难懂,而且没有任何配图,初学者看得是云里雾里,经过一晚上的调试,我才完全弄明白所有参数的含义,以及如何改变这些参数控制图形的显示,现分享给大家Talk is cheap, show the code

 1# -*- coding: utf-8 -*-
 2# author:           inspurer(月小水长)
 3# pc_type           lenovo
 4# create_date:      2019/1/23
 5# file_name:        3DTest
 6# github            https://github.com/inspurer
 7# qq_mail           2391527690@qq.com
 8"""
 9绘制3d图形
10"""
11import matplotlib.pyplot as plt
12import numpy as np
13from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
14# 定义figure
15fig = plt.figure()
16# 创建3d图形的两种方式
17# 将figure变为3d
18ax = Axes3D(fig)
19#ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')
20# 定义x, y
21x = np.arange(-4, 4, 0.25)
22y = np.arange(-4, 4, 0.25)
23
24# 生成网格数据
25X, Y = np.meshgrid(x, y)
26
27# 计算每个点对的长度
28R = np.sqrt(X ** 2 + Y ** 2)
29# 计算Z轴的高度
30Z = np.sin(R)
31
32# 绘制3D曲面
33# rstride:行之间的跨度  cstride:列之间的跨度
34# rcount:设置间隔个数,默认50个,ccount:列的间隔个数  不能与上面两个参数同时出现
35
36# cmap是颜色映射表
37# from matplotlib import cm
38# ax.plot_surface(X, Y, Z, rstride = 1, cstride = 1, cmap = cm.coolwarm)
39# cmap = "rainbow" 亦可
40# 我的理解的 改变cmap参数可以控制三维曲面的颜色组合, 一般我们见到的三维曲面就是 rainbow 的
41# 你也可以修改 rainbow 为 coolwarm, 验证我的结论
42ax.plot_surface(X, Y, Z, rstride = 1, cstride = 1, cmap = plt.get_cmap('rainbow'))
43
44# 绘制从3D曲面到底部的投影,zdir 可选 'z'|'x'|'y'| 分别表示投影到z,x,y平面
45# zdir = 'z', offset = -2 表示投影到z = -2上
46ax.contour(X, Y, Z, zdir = 'z', offset = -2, cmap = plt.get_cmap('rainbow'))
47
48# 设置z轴的维度,x,y类似
49ax.set_zlim(-2, 2)
50plt.show()

运行结果如下:

matplot3d 其中大部分的参数说明我已经在注释了,应该很容易理解,其中的 rstride (row stride)和 cstride (column stride) (stride是步长的意思,row : 行,column : 列)参数也有了初步的介绍,下面重点讨论如何理解他们。

初探

旋转3D图形:

旋转3D图形

我发现无论是x向,还是y向,条纹数都是 32

而这刚好是我们x = np.arange(-4, 4, 0.25)中[4-(-4)]/0.25 = 32

ax.plot_surface(X, Y, Z, rstride = 1, cstride = 1, cmap = plt.get_cmap('rainbow'))中rstride = 1, cstride = 1,r(row)对应x向,c(column)对应y向,rstride = 1说明在x向的条纹间隔为1个x向的间隔0.25,cstride = 1说明在y向的条纹间隔为1个y向的间隔0.25.而把rstride = 1, cstride = 1去掉之后,我发现图形不变,说明1个距离是默认值。而且这两个参数只能是正整数,最小正整数就是1(默认值),所以为了图形的平滑,基本上我们不需要修改这个参数。

验证

修改参数,使 rstride = 4

其结果如下:

rstride=4 32 / 4 = 8,x向的条纹数变成了 8 ,这符合我们的预期,看来我们得推测是正确的。

再修改参数,使 cstride 也 = 4

其结果如下:

cstride=4

可以看到无论是x向,还是y向,条纹数都变成了 8 ,同时由于间距变大,图形也比原来更粗糙了。