Python 在Matplotlib中打印三维立方体、球体和向量

我使用Matplotlib搜索如何以尽可能少的指令绘制某些内容，但在文档中找不到任何帮助

我想画出以下几点：

• 以0为中心、边长为2的线框立方体
• 以0为中心半径为1的“线框”球体
• 坐标[0,0,0]处的点
• 从这一点开始到[1,1,1]的向量

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怎么做？

这有点复杂，但您可以通过以下代码绘制所有对象：

from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from itertools import product, combinations


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

# draw cube
r = [-1, 1]
for s, e in combinations(np.array(list(product(r, r, r))), 2):
    if np.sum(np.abs(s-e)) == r[1]-r[0]:
        ax.plot3D(*zip(s, e), color="b")

# draw sphere
u, v = np.mgrid[0:2*np.pi:20j, 0:np.pi:10j]
x = np.cos(u)*np.sin(v)
y = np.sin(u)*np.sin(v)
z = np.cos(v)
ax.plot_wireframe(x, y, z, color="r")

# draw a point
ax.scatter([0], [0], [0], color="g", s=100)

# draw a vector
from matplotlib.patches import FancyArrowPatch
from mpl_toolkits.mplot3d import proj3d


class Arrow3D(FancyArrowPatch):

    def __init__(self, xs, ys, zs, *args, **kwargs):
        FancyArrowPatch.__init__(self, (0, 0), (0, 0), *args, **kwargs)
        self._verts3d = xs, ys, zs

    def draw(self, renderer):
        xs3d, ys3d, zs3d = self._verts3d
        xs, ys, zs = proj3d.proj_transform(xs3d, ys3d, zs3d, renderer.M)
        self.set_positions((xs[0], ys[0]), (xs[1], ys[1]))
        FancyArrowPatch.draw(self, renderer)

a = Arrow3D([0, 1], [0, 1], [0, 1], mutation_scale=20,
            lw=1, arrowstyle="-|>", color="k")
ax.add_artist(a)
plt.show()

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对于仅绘制箭头，有一种更简单的方法：-

from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
import matplotlib.pyplot as plt
fig = plt.figure()
ax = fig.gca(projection='3d')
ax.set_aspect("equal")

#draw the arrow
ax.quiver(0,0,0,1,1,1,length=1.0)

plt.show()

箭袋实际上可以一次绘制多个向量。用法如下：-[from]

箭袋（X、Y、Z、U、V、W、**夸尔格）

参数：

X，Y，Z: 箭头位置的x、y和z坐标

U，V，W: 箭头向量的x、y和z分量

参数可以是类数组或标量

关键字参数：

长度：[1.0 |浮动] 每个箭袋的长度，默认为1.0，单位与轴相同

箭头长度比例：[0.3 |浮动] 箭头相对于箭筒的比率，默认为0.3

枢轴：[“尾巴”|“中间”|“尖端”] 位于网格点的箭头部分；箭头围绕该点旋转，因此命名为pivot。默认值为“tail”

规范化：[假|真]

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如果为True，则所有箭头的长度都相同。默认为False，其中箭头的长度将根据u、v、w的值而不同。

我的答案是将上述两个值合并，并扩展到用户定义不透明度的绘图球体和一些注释。它适用于m的球体上的b向量可视化磁共振图像（MRI）。希望您觉得有用：

来自mpl_toolkits.mplot3d导入Axes3D
将matplotlib.pyplot作为plt导入
将numpy作为np导入
图=plt.图（）
ax=图gca（投影=3d'）
#画球
u、 v=np.mgrid[0:2*np.pi:50j，0:np.pi:50j]
x=np.cos（u）*np.sin（v）
y=np.sin（u）*np.sin（v）
z=np.cos（v）
#alpha控制不透明度
ax.绘制曲面（x，y，z，color=“g”，alpha=0.3）
#[-1,1]中三维坐标的随机数组
bvecs=np.random.randn（20,3）
#箭尾
尾部=np.零（len（bvecs））
#具有调整箭头长度的箭头的箭头
最大震颤（尾巴，尾巴，尾巴，bvecs[：，0]，bvecs[：，1]，bvecs[：，2]，
长度=1.0，规格化=True，颜色=r'，箭头长度=0.15）
ax.set_xlabel（'X轴'）
ax.set_ylabel（'Y轴'）
ax.set_zlabel（'Z轴'）
ax.set_title（'单位球面上的b向量'）
plt.show（）

也请查看。它有点依赖性，但有一些非常棒的高级命令。如果需要，我可以根据该软件包整理出更详细的答案……请解释

[0:2*np.pi:50j，0:np.pi:50j]

此切片将如何工作。球体的半径和中心在分析术语中是什么？