用Python生成随机的3D形状

Question

如何使用Python在一个图中生成一堆球和椭圆？理想情况下，只需要设置每个对象的端点（或半径/轴）和颜色，就像您可以使用端点轻松生成矩形/圆形一样。我想象使用类似于matplotlib的3-D模块，在输出后可以旋转和操作图。但我也可以使用其他库！通过操作和绘制大量椭球方程，我可能可以将方程作为表面绘制，但是否有更简单的解决方案？

- kennysong

Answer 1

VPython可能是将球体和椭球体快速呈现在屏幕上的最简单方法。此外，VPython比matplotlib更加交互（您可以旋转、缩放等），而且很容易上手。最终，这取决于您想要什么。有很多方法可以在屏幕上显示球体和椭球体。

from visual import *
myell = ellipsoid(pos=(x0,y0,z0), length=L, height=H, width=W) 

ball = sphere(pos=(1,2,1), radius=0.5)

- tom10

Answer 2

您是否在寻找在matplotlib的mpl_toolkits.mplot3d模块中未包含的功能？从3D Surface demo中查看：

from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')

u = np.linspace(0, 2 * np.pi, 100)
v = np.linspace(0, np.pi, 100)

x = 10 * np.outer(np.cos(u), np.sin(v))
y = 10 * np.outer(np.sin(u), np.sin(v))
z = 10 * np.outer(np.ones(np.size(u)), np.cos(v))
ax.plot_surface(x, y, z, rstride=4, cstride=4, color='b')

plt.show()

我认为你完全可以在同一字段中定义另一个形状。

from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
from matplotlib import cm
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')

u = np.linspace(0, 2 * np.pi, 100)
v = np.linspace(0, np.pi, 100)

x = 10 * np.outer(np.cos(u), np.sin(v))
y = 10 * np.outer(np.sin(u), np.sin(v))
z = 10 * np.outer(np.ones(np.size(u)), np.cos(v))
x1 = 7 + 10 * np.outer(np.cos(u), np.sin(v))
y1 = 7 + 10 * np.outer(np.sin(u), np.sin(v))
z1 = 7 + 10 * np.outer(np.ones(np.size(u)), np.cos(v))

ax.plot_surface(x, y, z, rstride=4, cstride=4, color='b')
ax.plot_surface(x1, y1, z1, rstride=4, cstride=4, cmap=cm.coolwarm)

plt.show()

- MattDMo

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嗯，我不太确定你在这里做什么（它看起来有点像球坐标），你是在参数化一个球体并绘制它吗？然后你会改变系数来绘制不同的形状？ - kennysong

@jellyksong：我来回答这个问题，因为看起来MattDMo不会回答... 这不是真正的球坐标系，而是笛卡尔坐标系中的一组圆。请注意，对于任何特定的z值，您都会得到一个通过球体的切片，它只是一个圆。这些就是那些圆。它似乎是从这里获取的：http://matplotlib.org/examples/mplot3d/surface3d_demo2.html - tom10

@tom10 - 感谢您澄清，很抱歉我离开了一会儿。是的，示例是从我包含的链接中获取的。我会在答案中更清楚地表明这一点。 - MattDMo

@jellyksong - 我在上面更新了我的答案，加入了第二个球体。 - MattDMo