Wissenschaftlich-technische Berechnung mit Python] Zeichnen und Visualisieren von 3D-Isoplanes und deren Querschnittsansichten mit Mayavi
Einführung
** Wir untersuchen häufig die Äquivalenzebene von Skalarfunktionen in der Forschung, die wissenschaftliche und technische Berechnungen in vollem Umfang nutzt. ** ** ** Dies mit Standardplots zu tun, bei denen Matplotlib allein verwendet wird, ist möglicherweise nicht einfach (oder derzeit möglicherweise nicht möglich).
** Auf der anderen Seite können Sie mit Mayavi schnell eine Äquivalenzebene zeichnen. mayavi ist (anscheinend) als hervorragende dreidimensionale Visualisierungsbibliothek bekannt, die für Präsentationen, Konferenzpräsentationen und Vorträge verwendet werden kann [1]. ** ** **
Hier als Beispiel für das Zeichnen einer Äquivalenzebene mit Mayavi ist die Äquivalenzebene der Drei-Variablen-Funktion $ f (x, y, z) = \ frac {\ sin (xyz)} {(xyz)} \ tag 1 $ Versuche [1,2] zu zeichnen.
Viele Informationen werden auf der offiziellen Website von Mayavi veröffentlicht, und dieser Artikel folgt ihr.
- Da ich Miyavi selten verwendet habe, kann es zu falschen Erklärungen kommen. In diesem Fall würde ich es begrüßen, wenn Sie auf diesen Teil hinweisen könnten. .. * *
Inhalt
(1) Zeichnen Sie vier gleiche Ebenen, indem Sie die möglichen Werte von f in vier gleiche Teile teilen.
(2) Zeichnen Sie einen Querschnitt der Äquivalenzebene.
Code (1) Zeichnen Sie eine Gleichheitsebene
"""
Zeichnen Sie eine 3D-Isoplane mit Mayavi: iso-surface
30 Aug. 2017
"""
import numpy as np
from mayavi import mlab
mlab.init_notebook() #Notebook-Initialisierung. Stellen Sie sicher, dass Sie es eingeben.
x, y, z = np.ogrid[-5:5:64j, -5:5:64j, -5:5:64j]
scalar = np.sin(x*y*z)/(x*y*z) #Funktionseinstellungen
#Erzeugung der Zeichenfläche
mlab.figure(1, bgcolor=(1, 1, 1), fgcolor=(0, 0, 0), size=(600, 400)) #Stellen Sie Hintergrundfarbe, Größe usw. ein.
mlab.clf()
#Zeichnen Sie eine 3D-Isoplane. Stellen Sie die Farbkarte als Jet ein. Konturen sind die Anzahl der Unterteilungen und die Linie_Breite ist Liniendicke, Deckkraft ist Deckkraft(Der Standardwert ist 1.0)
obj=mlab.contour3d(scalar,colormap='jet',\
contours=4,line_width=1.3,opacity=0.8)
mlab.show()
obj #Führen Sie zum Schluss das Zeichenobjekt aus! Wenn Sie dies nicht tun, passiert nichts.
Ergebnis
Code (2) Zeichnen Sie einen Querschnitt der Äquivalenzebene
"""
Zeichnen Sie mit Mayavi einen Querschnitt einer 3D-Isoplane:
"""
import numpy as np
from mayavi import mlab
mlab.init_notebook()
x, y, z = np.ogrid[-5:5:64j, -5:5:64j, -5:5:64j]
scalar = np.sin(x*y*z)/(x*y*z)
#Querschnittseinstellung:Erstellen Sie Objekte mit Querschnitten parallel zur x- und y-Achse mit den Namen ss1 und ss2
ss1=mlab.pipeline.image_plane_widget(mlab.pipeline.scalar_field(scalar),plane_orientation='x_axes',slice_index=10,)
ss2=mlab.pipeline.image_plane_widget(mlab.pipeline.scalar_field(scalar),plane_orientation='y_axes',slice_index=10,)
mlab.show()
ss1
ss2
Ergebnis (2): Querschnittsansicht der Äquivalenzebene
Nachtrag:
(1) Installation von Mayavi mit Conda (siehe [3])
Meine Maschinenumgebung: macOS Sierra 10.12.6 Starten Sie das Terminal und
- conda install -c menpo mayavi=4.5.0
- jupyter nbextension install --py mayavi --user
- conda install pyQT
Und sagte.
(2) Bei Verwendung von macOS + Jupyter
Beim Starten von Jupyter-notebook 5.0 oder höher muss ** iopub_data_rate_limit groß eingestellt werden, da sonst der zum Zeichnen mit Mayavi erforderliche Speicher nicht ausreicht **. Daher scheint es beim Starten von jupyter notwendig zu sein, *** jupyter-notebook --NotebookApp.iopub_data_rate_limit = 10000000000 *** usw. [4] einzustellen.
Verweise
[1] Miyavi-Tutorial: http://docs.enthought.com/mayavi/mayavi/auto/mlab_helper_functions.html [2] Über contour3d (Englisch) http://mdns.esy.es/2017/06/17/contour3d/
[3] Qiita-Artikel von 2dod, Einstellungen bei Verwendung von Mayavi mit Jupyter-Notebook [4] Zu iopub_data_rate_limit (Englisch): https://github.com/jupyter/notebook/issues/2287
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