Python 竟能绘制出如此酷炫的三维图

CDA数据分析师 2019/07/19 00:12

新知图谱, Python 竟能绘制出如此酷炫的三维图

作者 | Jay Alammar

译者 | 高级农民工

通常我们用 Python 绘制的都是二维平面图,但有时也需要绘制三维场景图,比如像下面这样的:

新知图谱, Python 竟能绘制出如此酷炫的三维图

这些图怎么做出来呢?今天就来分享下如何一步步绘制出三维矢量(SVG)图。

八面体

我们先以下面这个八面体为例。

新知图谱, Python 竟能绘制出如此酷炫的三维图

1 安装相关包

首先安装两个必备包:

import pyrr # NumPy 的 3D 函数库

import svgwrite # svg图形处理库

2 定义 3D 图生成环境

接下来定义几个类设置好 3 维图基础环境:

新知图谱, Python 竟能绘制出如此酷炫的三维图

viewport :矩形图范围

camera:包括视图矩阵和投影矩阵

mesh:svg 矢量图所需的网格表面矩阵、着色器和样式字典

3 生成八面体数据

然后生成八面体每个定点的数据:

def octahedron():

"""Construct an eight-sided polyhedron"""

f = sqrt(2.0) / 2.0

verts = numpy.float32([ ( 0, -1, 0), (-f, 0, f), ( f, 0, f), ( f, 0, -f), (-f, 0, -f), ( 0, 1, 0) ])

triangles = numpy.int32([ (0, 2, 1), (0, 3, 2), (0, 4, 3), (0, 1, 4), (5, 1, 2), (5, 2, 3), (5, 3, 4), (5, 4, 1) ])

return verts[triangles]

4 pyrr 包渲染

接下来利用 pyrr 3维库渲染上面的原始数据,最后生成 svg 矢量图。

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5 生成 svg

上面最后一步生成 svg 图形,需要调用下面的 Engine 函数,略微有些复杂:

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以上代码全部封装到类中调用,就可以生成八面体图形了。

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除了八面体还可以生成很多其他图形。

球体和 Klein 瓶

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代码如下:

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多面球体

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代码如下:

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发光的球体

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代码实现:

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还可以绘制这种曲面体

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代码实现如下:

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