python画三维立体图难吗_万万没想到,Python竟能绘制出如此酷炫的三维图

10dfa9ec8a136327e1d1a518a05b85e908fac732.jpeg?token=4dd02b3598fa9bd21f66c5c6ac9111b6&s=FDC0CB194E66700B9A1884C2030060B5

作者 | Jay Alammar转载自 | 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:

0b46f21fbe096b63aef8fcd63ee7a241e9f8aca8.jpeg?token=2a5893f37dcc4a418a56146a90a2c4a0&s=7FA834634D6645224A5DF5CA0000B0B1

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。

d439b6003af33a8781809587f688353d5143b593.jpeg?token=9957d311b759fe22c306d296edff3197&s=5AAC3C62FBABC4CC1C5591CA0000E0B1

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:

7dd98d1001e93901c7e0f8bc4a3871e234d196af.jpeg?token=88d214042ec4d2de6fecf87a74a1244e&s=B680974A5FA5B25B0EE10C0F000070C2

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。

4a36acaf2edda3ccf5e317c6313d1c04203f922e.jpeg?token=5066d75da9b1971436cb0fc20747a9ee&s=B69017C85BACB649144D4C0E0200F0C0

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:

5bafa40f4bfbfbed234809774424d233aec31ff9.jpeg?token=a7e866ed9b2a6393f0858a877e4a6145&s=B6B855C85AF7B25F425D65020000E0C2

以上代码全部封装到类中调用,就可以生成八面体图形了。

d439b6003af33a8781809587f688353d5143b593.jpeg?token=9957d311b759fe22c306d296edff3197&s=5AAC3C62FBABC4CC1C5591CA0000E0B1

除了八面体还可以生成很多其他图形。

球体和 Klein 瓶

42166d224f4a20a466aacc8ba086bd27730ed01b.jpeg?token=dbac4c6a9a8be5372e916efbccae5e68&s=3EAA7023139175DE0BF4D5CA0100C0B1

代码如下:

342ac65c10385343d40f6fffa2c7957bc8808801.jpeg?token=9222cfec3f6873fffef9bc1cb1976750&s=B69057CA53BC966C4A6D640F0000E0C2

多面球体

6a600c338744ebf83ae9878be92df22f6259a7c7.jpeg?token=a5a18f8166197d3a0015af64fbb3aae3&s=CD22A452B102D2ED100770530300C0E8

代码如下:

810a19d8bc3eb135467f61fc97ca8dd6fc1f4412.jpeg?token=2ff5ff70e2a0094edc5772bd593d4ac7&s=BE9015C853ACB54D5E51400B0200A0C2

发光的球体

b64543a98226cffccfb7534488d56f95f403ea85.jpeg?token=3a766fcf5a14acb521e31055832f96b8&s=09E4E6063F5352C4886B367B0300C07C

代码实现:

63d9f2d3572c11df76bd799752f347d5f603c274.jpeg?token=366d93be017ecb100d964e1028f49586&s=BED017C84BE49C495CE1280B0300E0C2

还可以绘制这种曲面体

9e3df8dcd100baa1ce561ee677c49c17c9fc2e49.jpeg?token=636ec6e22176c02ff2f07f88021ef55e&s=4B95C7023F7767845B72B351030030F9

代码实现如下:

b2de9c82d158ccbf7a56bd25280c993bb035411b.jpeg?token=e47ccf79b1c76aa0981823480a729d90&s=B69877C8DFE0B168485C840E0000E0C3

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