我在绘制球体和曲线时遇到问题

问题描述

我正在尝试在球体上绘制曲线，但无法同时绘制它们。我为曲线确定了一些欧几里得范数 10 的点，另外一些点分别绘制了半径10 的球面。 / p>

曲线点：

random_numbers=[]
basevalues=np.linspace(-0.9,0.9,100)
for i in range(len(basevalues)):
    t=random.random()
    random_numbers.append(t*10)
    
xvalues=[random_numbers[i]*np.cos(basevalues[i]) for i in range(len(basevalues))]
yvalues=[random_numbers[i]*np.sin(basevalues[i]) for i in range(len(basevalues))]
zvalues=[np.sqrt(100-xvalues[i]**2-yvalues[i]**2)for i in range(len(basevalues))]

其中 xvalues ， yvalues 和 zvalues 是我们的欧几里得积分成分。

球形点

u = np.linspace(0,2 * np.pi,100)
v = np.linspace(0,np.pi,100)
x = 10 * np.outer(np.cos(u),np.sin(v))
y = 10 * np.outer(np.sin(u),np.sin(v))
z = 10 * np.outer(np.ones(np.size(u)),np.cos(v))

其中 x，y 和 z 是球点的欧几里得分量。

我的问题：

当我尝试绘制曲线而不绘制球体时，它可以工作。但是当我将它们绘制在一起时，它将返回球体。

整个代码如下：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import random


#Curve points

random_numbers=[]
basevalues=np.linspace(-0.9,100)
for i in range(len(basevalues)):
    t=random.random()
    random_numbers.append(t*10)
    
xvalues=[random_numbers[i]*np.cos(basevalues[i]) for i in range(len(basevalues))]
yvalues=[random_numbers[i]*np.sin(basevalues[i]) for i in range(len(basevalues))]
zvalues=[np.sqrt(100-xvalues[i]**2-yvalues[i]**2)for i in range(len(basevalues))]


# Sphere points

u = np.linspace(0,np.cos(v))

# Plot the surface and curve 

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111,projection='3d')
circ = ax.plot(xvalues,yvalues,zvalues,color='green',linewidth=1)
sphere=ax.plot_surface(x,y,z,color='r')


ax.set_zlim(-10,10)
plt.xlabel("X axes")
plt.ylabel("Y axes")
plt.show()

我想发生的事情

我想在球体上绘制曲线，但是在我的代码中不会发生。我感谢任何提示。

解决方法

如果您使用"."选项来绘制点，例如

circ = ax.plot(xvalues,yvalues,zvalues,'.',color='green',linewidth=1)

对于某些视角，您将在球体顶部看到这些点，但是即使它们在球体前面，有时也会消失。这是matplotlib documentation中解释的已知错误：

我的3D图在某些视角下看起来不正确： 这可能是mplot3d最常报告的问题。问题是-从某些角度看-3D对象会出现在另一个对象的前面，即使它实际上在后面。这可能会导致绘图看起来“物理上不正确”。

在同一文档中，开发人员建议使用Mayavi在Python中更高级地使用3D绘图。

,

使用球形坐标，您可以轻松地做到这一点：

## plot a circle on the sphere using spherical coordinate.
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# a complete sphere
R = 10
theta = np.linspace(0,2 * np.pi,1000)
phi = np.linspace(0,np.pi,1000)
x_sphere = R * np.outer(np.cos(theta),np.sin(phi))
y_sphere = R * np.outer(np.sin(theta),np.sin(phi))
z_sphere = R * np.outer(np.ones(np.size(theta)),np.cos(phi))

# a complete circle on the sphere
x_circle = R * np.sin(theta)
y_circle = R * np.cos(theta)

# 3d plot
fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111,projection='3d')
ax.plot_surface(x_sphere,y_sphere,z_sphere,color='blue',alpha=0.2)
ax.plot(x_circle,y_circle,color='green')
plt.show()