Python &引用；设置“UVC”；matplotlib中三维箭图的等效

要更新常规二维箭图，可以使用

.set_UVC（）

直接设置

x

和

y

数据

与箭袋等效的3D是

Axes3D.quiver（）

，但它似乎没有与

.set\UVC（）

等效的3D。如何更新数据？

段

似乎包含来自箭袋箭头的数据，但我看不到输入数据和段之间的关联

---

我可以删除箭袋图，然后重新绘制一个新的箭袋图，但是这会影响性能，我想知道是否有直接设置数据的方法。

如果您查看

Line3DCollection

代码，您会发现

LineCollection

类中没有太多方法过载。对您来说，重要的一点是

set_segments（）

，如下所示：

def set_segments(self, segments):
    '''                                                                                                                
    Set 3D segments                                                                                                    
    '''
    self._segments3d = np.asanyarray(segments)
    LineCollection.set_segments(self, [])

因此，当调用

set_segments（）

时，这些段实际上存储在

self.\u segments3d

中，并使用空列表调用

LineCollection

的

set_segments（）

方法

Line3DCollection

然后在重载的

draw（）

方法中处理自己的段列表。有两件事需要注意：

即使您遵循matplotlib示例并使用

numpy.meshgrids

定义箭图坐标，在

\u段3d

中，坐标存储在形状

（N，2,3）

的数组中，其中N是点的数量，其内容基本上是

[[x0，y0，z0]，[x1，y1，z1]，[u1，w1]，…][/code>,，因此，您可能必须对数据进行操作以适应该格式

显然，您不能将新值直接分配给

\u段3d

。至少对我来说，这导致图形没有正确更新——你必须通过

set\u segments（）

。但是，如果您只想更改某些坐标，可以通过读取

\u segments3d

来访问以前的值

这里还有一些任意的例子，我用它来测试我刚才解释的所有东西：

from matplotlib import pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import axes3d
from matplotlib.animation import FuncAnimation
import numpy as np

fig = plt.figure()
ax = fig.gca(projection='3d')

num_frames = 50
theta = np.linspace(0,2*np.pi, 10, endpoint=False)
r = np.arange(1,2.1)
z = np.arange(-2,2.1,1)


def compute_segs(i):
    offset = 2*i*np.pi/num_frames
    theta2,r2, z2 = np.meshgrid(theta+offset,r,z)

    x = r2*np.cos(theta2)
    y = r2*np.sin(theta2)

    u = x+0.2*np.cos(4*theta2)
    v = y
    w = z2+0.2*np.sign(z2)*np.sin(4*theta2)

    return x,y,z2,u,v,w


segs = compute_segs(0)
cols = ['b' for x in segs[0].ravel()]
cols[0] = 'r'
quivers = ax.quiver(*segs, length=0.1, colors = cols, normalize=True)


ax.set_xlim([-3,3])
ax.set_ylim([-3,3])
ax.set_zlim([-3,3])
def animate(i):

    segs = np.array(compute_segs(i)).reshape(6,-1)

    new_segs = [[[x,y,z],[u,v,w]] for x,y,z,u,v,w in zip(*segs.tolist())]
    quivers.set_segments(new_segs)
    return quivers


ani = FuncAnimation(fig, animate, frames = num_frames, interval = 30, blit=False)
ani.save('update_3d_quiver.gif', writer='imagemagick')

plt.show()

…结果如下所示：

def set_segments(self, segments):
    '''                                                                                                                
    Set 3D segments                                                                                                    
    '''
    self._segments3d = np.asanyarray(segments)
    LineCollection.set_segments(self, [])

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希望这有帮助。

要详细说明我接受的Thomas Kühn的答案，如果您有网格点和要转换为段的箭袋数据，可以使用以下函数

def quiver_data_to_segments(X, Y, Z, u, v, w, length=1):
    segments = (X, Y, Z, X+v*length, Y+u*length, Z+w*length)
    segments = np.array(segments).reshape(6,-1)
    return [[[x, y, z], [u, v, w]] for x, y, z, u, v, w in zip(*list(segments))]

然后，您可以使用输出更新绘图段，这种方式还允许您使用长度指定箭头的归一化长度，通常最好将其设置为输入数据平均值或最大值的倍数（

np.sqrt（vv**2+uu**2+ww**2）

）

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我刚刚意识到我的例子只对了一半——过一会儿我会发布一篇编辑文章。