利用Python绘制三维图

目标： 绘制图像$z^2=x^2+y^2$

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D #绘制3D图案

画曲面的第一步是就是要创建一个二维平面的网格，在Python当中，我们使用meshgrid()函数,在matlab中也是这个函数哦

创建数据:首先创建x和y，它们的范围都是(-1,1)

x = np.linspace(-1,1,100)
y = np.linspace(-1,1,50)

然后调用numpy中的meshgrid函数，进行网格化操作。

x_,y_ = np.meshgrid(x,y,indexing='ij') 

x_,y_返回网格数组，通过打印x_和y_的形状，可以看到x_,y_都是(100*50) 的二维数组，也就是数组x的长度乘以数组y的长度

print(x_.shape,y_.shape)  

(100, 50) (100, 50)

网格化统一了X,Y的维度，数组运算时，涉及更多数据，范围更广

z_ = x_**2 + y_**2

绘制图形

plt.figure()：自定义图像
.add_subplot():添加子图
.plot_surface():绘制曲面
.colorbar():添加颜色棒

fig = plt.figure(figsize=(12,8),facecolor='white') #创建图片
sub = fig.add_subplot(111,projection='3d')# 添加子图，
surf = sub.plot_surface(x_,y_,z_,cmap=plt.cm.brg) #绘制曲面,并设置颜色cmap
cb = fig.colorbar(surf,shrink=0.8,aspect=15) #设置颜色棒


sub.set_xlabel(r"$x$")
sub.set_ylabel(r"$y$")
sub.set_zlabel(r"$z$")
plt.show()

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完整代码

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D #绘制3D图案

x = np.linspace(-1,1,100)
y = np.linspace(-1,1,50)
x_,y_ = np.meshgrid(x,y,indexing='ij') 
z_ = x_**2 + y_**2
fig = plt.figure(figsize=(12,8),facecolor='white') #创建图片
sub = fig.add_subplot(111,projection='3d')# 添加子图，
surf = sub.plot_surface(x_,y_,z_,cmap=plt.cm.brg) #绘制曲面,并设置颜色cmap
cb = fig.colorbar(surf,shrink=0.8,aspect=15) #设置颜色棒

sub.set_xlabel(r"$x$")
sub.set_ylabel(r"$y$")
sub.set_zlabel(r"$z$")
plt.show()