如何使用 Mayavi 绘制 3D 复杂场的等值面以避免颜色插值伪影？

问题描述

以示例库中的 Atomic orbital example 为基础，我尝试使用等值面将 3D 任意复杂场可视化，就像循环 HSV 颜色图说明场的相位一样。 但是，在相场取值接近 pi 和 -pi 的点上存在问题，在下图中对应于红色：

在这些点中，pi 和 -pi 之间存在明显的不连续性，而 mayavi 似乎在这些值之间进行了插值，这导致了上图中出现的“嘈杂色线” .

我的问题：有没有办法解决这个问题，例如禁用颜色插值？

重现情节的代码：

import numpy as np
from mayavi import mlab

L = 1.0
N = 150
xx,yy,zz = np.mgrid[-L:L:N*1j,-L:L:N*1j,-L:L:N*1j]

? = 0.0
σ = 0.30
V = np.exp((-(xx-?)**2 -(yy)**2  -(zz)**2 ) / (2*σ**2)) 
density = V/np.amax(np.abs(V))
phi = np.arctan2(yy,xx)
density = density  *np.exp(6*phi*1j)


figure = mlab.figure('Phase Plot',bgcolor=(0,0),size=(700,700))
field = mlab.pipeline.scalar_field(np.abs(density),vmin= 0.0,vmax= 1.0)
colour_data = (np.angle(density.T.ravel()))

field.image_data.point_data.add_array(colour_data)
field.image_data.point_data.get_array(1).name = 'phase'
field.update()


field2 = mlab.pipeline.set_active_attribute(field,point_scalars='scalar')
contour = mlab.pipeline.contour(field2)
contour.filter.contours= [0.1,]
contour2 = mlab.pipeline.set_active_attribute(contour,point_scalars='phase')

mlab.pipeline.surface(contour2,colormap='hsv',vmin= -np.pi,vmax= np.pi)
mlab.colorbar(title='Phase',orientation='vertical',nb_labels=3)

φ = 30
mlab.view(azimuth= φ,distance = N*4)
mlab.show()

我想解决此问题的另一种方法是使用此函数手动设置表面上的颜色，该函数从复杂数组 Z 返回一组 RGB 颜色：

from matplotlib.colors import hsv_to_rgb
import numpy as np

def complex_to_rgb(Z):
    r = np.abs(Z)
    arg = np.angle(Z)
    
    h = (arg + np.pi)  / (2 * np.pi)
    s = np.ones(h.shape)
    v = r  / np.amax(r)  #alpha
    c = hsv_to_rgb(   np.moveaxis(np.array([h,s,v]),-1)  ) # --> tuple
    return c

但是，我不知道是否有mayavi内置方法允许直接输入具有表面RGB颜色的数组。

解决方法

我没有在你的程序中看到任何错误，但我认为你必须在序列中创建一个字段，就像 field(1) field(2) field(3) 然后运行程序：

print(field(1))
print(field(2)) 

等等。

你也应该在写字段程序的顶部尝试这个

import numpy as a np
from mayavi import mlab
? = 
σ = 
V = 
density = 
phi = 
density =