python - Python 中的简单 3D 图形

Question

我在一个项目中工作，其中 3D 可视化对于查看设置阶段发生的事情非常重要，并且可能通过制作有关发生的事情的短视频进行视觉验证。

我遇到的问题是 Python 中的 3D 可视化过于复杂，难以满足我的需要。我发现 Mathematica 是一种完美的软件...但它不可移植且非常昂贵。

问题

有没有类似Mathematica的Python包？

澄清

我不想要一个“绘图”程序，因为绘图不是我要找的。我想生成简单的几何形状，比如可以四处移动的球体和立方体，这已经足够了。提供一些坐标，也许是一个旋转，程序只显示所需的图像以导出为 .png 或制作一个快速视频；就像在 Mathematica 中一样。

Pygame、Panda3D、Pyglet 等软件包，对于我需要的东西来说看起来过于复杂和矫枉过正，还有 Blender 等软件。Jupyter notebooks 类似，但它们没有 3D 图形功能。我找到了一个名为 Fresnel 的 Python 模块，但它看起来过于复杂，无法满足我的需求。

我已经在 Stack Overflow 中阅读了这个问题的几个答案，但它们似乎已经过时，并不是我真正想要的。

进一步说明

要在 Mathematica 中绘制球体，您需要:

coordinates = Flatten[Table[Table[Table[ {i,j,k}, {k,1,10}], {j,1,10}], {i,1,10}],1]
spheres= Flatten[Table[Graphics3D[{Sphere[coordinates[[i]],0.5]}],{i,1,Length[coordinates]}]]
Show[{spheres}]

这是显示一组球体的简单快捷方式。要使用 Python 中的任何程序来做同样的事情，似乎您必须是 3D 图形方面的专家才能完成这个简单的事情。

具有使用 Python 脚本功能的程序，如 Blender，很难以直接的方式使用界面(尝试在 Blender 中做同样的事情，学习基础知识需要一段时间!)。

Answer 1

除了 matplotlib，我还知道其他几个用户友好的绘图库，但提供交互式 View 的并不多。当然还有众所周知的vtk但它不适用于最终用户

密谋

要在笔记本中使用，例如 jupyter 和 mathematica，您可能会选择 plotly它使用基于浏览器的界面，其绘图与 Mathematica 非常相似

pymadcad

如果您需要更离线的版本并且您正在寻找的是一些可以旋转/缩放/平移以从不同侧面查看几何体的 View ，您可以查看pymadcad它甚至适用于触摸屏。它不以 3D 可视化为中心，因此仅将它用于它有点矫枉过正，但是对于您所说的 3D 曲线、3D 曲面、球体和立方体，它可以胜任

使用 pymadcad 的简单绘图:

from madcad import *
from madcad.rendering import Displayable
from madcad.displays import GridDisplay

# create a wire from custom points
s = 100
mycurve = Wire([  vec3(sin(t/s), cos(t/s), 0.1*t/s)
                  for t in range(int(s*6*pi)) ])

# create a sphere
mysphere = uvsphere(vec3(0), 0.5)

# display in a separated window
show([
       mycurve,   # displaying the curve
       mysphere,  # displaying the sphere
       Displayable(GridDisplay, vec3(0)),   # this is to have a 2D grid centered on origin
       ])

结果:(窗口是黑色的，因为我的系统主题也是如此，但它可能会适应你的)