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Python的3D数学库

pythonmath3d
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我正在寻找一款Python或带有Python绑定的3D数学库。

它需要处理旋转、平移、透视投影等所有基本操作。

但是，我不需要针对屏幕绘图的库。经过几个小时的谷歌搜索，我发现大多数3D库都是为了渲染屏幕而设计的。我不需要任何可视化效果，只需要能够向库中输入x、y、z坐标并接收到x、y屏幕坐标即可。

如果是可视化库也没关系，只要可以在不渲染屏幕的情况下使用即可。

有没有类似于这样的Python库？

编辑： 请不要推荐Scipy / Numpy，因为它们并不专注于3D数学，而是在数学领域通用。如果我想自己构建库，那么它们看起来是很好的工具，但我不想这么做。谢谢。

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你能澄清一下你想要什么吗？你所要求的转换可以通过矩阵乘法来完成，而numpy是一个很自然的选择。你希望在不看到任何矩阵的情况下进行3D工作吗？ - John La Rooy
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Python对于处理字符串有很好的支持，但这是否意味着每个人都应该自己编写XML解析库？Numpy适用于一般数学计算，但我不能只输入（x，y，z）坐标并让它呈现2D（x，y）坐标，我需要使用Numpy来编写自己的3D数学引擎吗？寻找一个处理像3D几何这样常见问题的库有什么问题呢？ - spearfire
9个回答
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这不是一个“开源计算机视觉”库吗？它不是一个3D数学库吗？ - Ivan Nevostruev
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我相信任何更具体的库都将更适合于“旋转、平移、透视投影，基本上所有的东西”。如果你只需要绘制矩形并旋转它，那么这里与计算机视觉无关。 - Ivan Nevostruev
OpenCV 可以处理 OP 所述的需求。如果对于 OP 来说过于复杂，我也推荐使用 SciPy。 - Jacob
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+1 为什么要踩？OpenCV似乎能够完成OP所需的所有操作。 - Andre Miller
谢谢，这就是为什么我认为在投反对票时需要评论，否则对于发布答案的人来说就没有任何反馈。 - Jacob
显示剩余3条评论
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transformations.py

这是一个库，用于计算4x4矩阵，以进行平移、旋转、反射、缩放、剪切、投影、正交化和数组的超定位坐标的叠加，同时也包括旋转矩阵、欧拉角和四元数之间的转换。此外还包括一个Arcball控制对象和分解变换矩阵的函数。

作者: Christoph Gohlke http://www.lfd.uci.edu/~gohlke/ University of California, Irvine的荧光动力学实验室

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尝试使用 gameobjects -- 这是一个包含矩阵和向量的Python类以及转换方法的数学库。我认为它将提供您所需的大部分（如果不是全部），而且它是纯Python，因此您可以根据需要进行修改。
你赢得了互联网！谢谢。 - spearfire
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python-math3d是另一个优秀的面向对象的3D数学库 https://github.com/mortlind/pymath3d

导入math3d作为m3d

v = m3d.Vector(1,2,3) # 一个向量对象

o = m3d.Orientation.new_euler((1,0,0), "ZYX") # 一个从一种类型的欧拉角创建的方向对象

t = m3d.Transform(o, v) # 使用向量和方向创建一个变换对象

t2 = m3d.Transform()# 另一个变换对象（单位矩阵）

t2.orient.rotate_x(3) # 围绕x轴旋转变换

res = t * t2 # 矩阵乘法

是的，这正是我所需要的，非常感谢您发布答案。 - lowtech
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感谢您的推荐，不过 Sage 看起来对我来说更像是 Numpy/Scipy。我已经仔细阅读了其文档、看了一些示例，但它并不针对三维数学，而是针对一般数学。再次感谢您的建议。 - spearfire
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我正在开发一个项目。 https://github.com/adamlwgriffiths/Pyrr

它使用numpy来提高速度。 目标是提供一个纯Python 3D数学库。

我避免使用外部库，因为我厌倦了跟随复杂的软件安装。Python应该是易于使用的。

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关于PyGame怎么样？我从未使用过它，但它可能包含你正在寻找的内容。

1.) Pygame是2D的。 2.) Pygame试图绘制到屏幕上，这不是我想要的。 3.) Pygame不是一个数学库，而是一个SDL包装器。 4.) 不，Pygame没有我要找的东西。无论如何还是谢谢。 - spearfire
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@spearfire：如果你点击我给出的链接，你会得到一个使用PyGame的3D程序页面。也许有些程序可以满足你的需求？我只是想通过提供一个想法来帮助你！ - Eric O. Lebigot
我想补充一点，pyeuclid与PyGame兼容，并且似乎非常接近您想要的东西。 - Eric O. Lebigot
刚刚查看了pyeuclid，非常完美。感谢你的帮助，pyeuclid似乎正是我想要的，而不是pygame/pyopengl。再次感谢。 - spearfire
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@spearfire pygame支持3D支持。您不需要使用它来绘制屏幕。您可以直接使用pygame.math模块进行数学计算，而无需任何可视化。Pygame的pygame.math部分确实是一个数学库，而不是SDL包装器。虽然它不支持投影，但它很干净，并支持旋转和平移（通过重载的+运算符），以及其他功能。 - dionyziz
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我建议使用MayaVi。请查看给定的链接。它几乎可以完成你提到的所有功能。

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