python - 在 Python 的 matplotlib 中绘制球体表面的点

Question

我正在尝试生成一个球体图，其中一些点绘制在球体的表面上。 (具体来说，这些点是 Lebedev 求交点)我希望我的情节看起来类似于我在网上找到的这个:

我先绘制一个球面，然后用散点图覆盖它。然而，这导致我的大部分点被底层球​​体“吸收”，使它们难以看到。看看:

如何防止我的点被球体遮挡？这是我用来生成此图的脚本:

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib import cm, colors
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
import numpy as np

# Create a sphere
r = 1
pi = np.pi
cos = np.cos
sin = np.sin
phi, theta = np.mgrid[0.0:pi:100j, 0.0:2.0*pi:100j]
x = r*sin(phi)*cos(theta)
y = r*sin(phi)*sin(theta)
z = r*cos(phi)

#Import data
data = np.genfromtxt('leb.txt')
xx, yy, zz = np.hsplit(data, 3) 

#Set colours and render
fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')

ax.plot_surface(
    x, y, z,  rstride=1, cstride=1, color='c', alpha=0.6, linewidth=0)

ax.scatter(xx,yy,zz,color="k",s=20)

ax.set_xlim([-1,1])
ax.set_ylim([-1,1])
ax.set_zlim([-1,1])
ax.set_aspect("equal")
plt.tight_layout()
#plt.show()

编辑

我找到了一种使用 Python 的 mayavi 执行此操作的方法。这是我得到的:

这是我使用的代码:

from mayavi import mlab
import numpy as np

# Create a sphere
r = 1.0
pi = np.pi
cos = np.cos
sin = np.sin
phi, theta = np.mgrid[0:pi:101j, 0:2 * pi:101j]

x = r*sin(phi)*cos(theta)
y = r*sin(phi)*sin(theta)
z = r*cos(phi)

mlab.figure(1, bgcolor=(1, 1, 1), fgcolor=(0, 0, 0), size=(400, 300))
mlab.clf()

data = np.genfromtxt('leb.txt')
xx, yy, zz = np.hsplit(data, 3)


mlab.mesh(x , y , z, color=(0.0,0.5,0.5))
mlab.points3d(xx, yy, zz, scale_factor=0.05)


mlab.show()

Answer 1

如果您认为这些点显示得不够好，您可以降低球体的 alpha。但是，我认为您可能错误地将数据处理为 x、y、z 坐标。我从这里得到了一个点列表:http://people.sc.fsu.edu/~jburkardt/m_src/sphere_lebedev_rule_display/sphere_lebedev_rule_display.html ，我的球体上的点看起来有点像你的，直到我意识到该文件包含 theta 和 phi 的值，并且我需要将度数转换为弧度。

这是我使用的代码:

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib import cm, colors
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
import numpy as np

# Create a sphere
r = 1
pi = np.pi
cos = np.cos
sin = np.sin
phi, theta = np.mgrid[0.0:pi:100j, 0.0:2.0*pi:100j]
x = r*sin(phi)*cos(theta)
y = r*sin(phi)*sin(theta)
z = r*cos(phi)

#Import data
data = np.genfromtxt('leb.txt')
theta, phi, r = np.hsplit(data, 3) 
theta = theta * pi / 180.0
phi = phi * pi / 180.0
xx = sin(phi)*cos(theta)
yy = sin(phi)*sin(theta)
zz = cos(phi)

#Set colours and render
fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')

ax.plot_surface(
    x, y, z,  rstride=1, cstride=1, color='c', alpha=0.3, linewidth=0)

ax.scatter(xx,yy,zz,color="k",s=20)

ax.set_xlim([-1,1])
ax.set_ylim([-1,1])
ax.set_zlim([-1,1])
ax.set_aspect("equal")
plt.tight_layout()
plt.show()