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Python使用Matplotlib绘制3D圣诞树

 更新时间：2023年12月28日 16:26:51   作者：kuan_li_lyg  
这篇文章主要为大家详细介绍了Python如何使用Matplotlib绘制3D圣诞树,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下

前言

因为我们把圣诞树安装在暖气电池旁边，所以它很快就死了。所以我决定用 Matplotlib 绘制一棵圣诞树。你不需要为它遮阳避暑，它也不需要任何水。在阿瑞克斯星球，水的供应是有限的。地球上也是如此。 

步骤

要在 matplotlib 中绘图，我们需要将其包含在内。

此外，我们还要为 3D 准备所有库。

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

让我们先画一个 3D 圆，确保一切正常。

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()

不错！这是非常标准的。我们现在只修复 Z 坐标。

现在，应用 Z 坐标使其 3D 化。

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

让我们在顶部缩小圆的半径。

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 总是倾向于贴合图形，只需在此处添加这些限制即可：

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

 画一些红圈。它们的公式相同，但步长更大。我们还通过在 sin 和 cos 参数上加 2 来移动它，这样它们就不会与树本身相交。

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()

微调装饰

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)

要旋转树形图，我们需要为每一帧绘制树形图，并在 sin 和 cos 参数中添加一些常数。

我们为初始图形和每一帧复制代码。

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")

这就是结果：

到此这篇关于Python使用Matplotlib绘制3D圣诞树的文章就介绍到这了,更多相关Python Matplotlib绘制3D圣诞树内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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