Python 竟能绘制出如此酷炫的三维图

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:

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。

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:

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([ (021), (032), (043), (014), (512), (523), (534), (541) ])
    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。

Python 竟能绘制出如此酷炫的三维图

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:

Python 竟能绘制出如此酷炫的三维图

以上代码全部封装到类中调用,就可以生成八面体图形了。

Python 竟能绘制出如此酷炫的三维图

除了八面体还可以生成很多其他图形。

球体和 Klein 瓶

Python 竟能绘制出如此酷炫的三维图

代码如下:

Python 竟能绘制出如此酷炫的三维图

多面球体

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代码如下:

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发光的球体

Python 竟能绘制出如此酷炫的三维图

代码实现:

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还可以绘制这种曲面体

Python 竟能绘制出如此酷炫的三维图

代码实现如下:

Python 竟能绘制出如此酷炫的三维图

END.

作者:Jay Alammar

链接:https://jalammar.github.io/visual-numpy/

       

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