使用matplot库绘制三维矢量

Question

我试图用matplotlib绘制三维矢量图。我使用了下面的代码，这是基于前面的一个绘制二维矢量的示例，但是为三维矢量添加了组件。

#!/usr/bin/python

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

soa =np.array( [ [0,0,1,1,-2,0], [0,0,2,1,1,0],[0,0,3,2,1,0],[0,0,4,0.5,0.7,0]]) 

X,Y,Z,U,V,W = zip(*soa)
plt.figure()
ax = plt.gca()
ax.quiver(X,Y,Z,U,V,W,angles='xyz',scale_units='xyz',scale=1,color='b')
ax.set_xlim([-1,10])
ax.set_ylim([-1,10])
ax.set_zlim([10,1])
plt.draw()
plt.show()

有什么想法，如何调整这个，使一个三维矢量图？

Answer 1

您需要在mpl_工具包中使用来自mplot3d的Axes3D，然后将子批次投影设置为3d：

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

soa = np.array([[0, 0, 1, 1, -2, 0], [0, 0, 2, 1, 1, 0],
                [0, 0, 3, 2, 1, 0], [0, 0, 4, 0.5, 0.7, 0]])

X, Y, Z, U, V, W = zip(*soa)
fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')
ax.quiver(X, Y, Z, U, V, W)
ax.set_xlim([-1, 0.5])
ax.set_ylim([-1, 1.5])
ax.set_zlim([-1, 8])
plt.show()

注意：旧版本的matplotlib通常会给出此代码的错误。尝试使用至少1.5版

Answer 2

从其他的回答和评论来看，matplotlib版本之间显然存在差异。不过，我相信蒂姆B的回答并不能回答这个问题。绘制的震颤并不代表给定的矢量，因为它们的震级没有得到正确的表示。此外，箭头似乎位于向量的预期起点。

下面的代码改编自上一个答案中的代码，使用matplotlib1.5.3在python2.7中生成所需的结果。要可视化一个向量，将轴点设置为pivot='tail'，并按向量的大小缩放抖动具有所需的效果。箭袋箭头按箭袋长度的比例缩放。这里我将缩放因子除以向量的大小，使所有箭头的大小与arrow_length_ratio=0.3/vlength相同。

缺点-我的代码不是很紧凑。我不得不提供一个未打包的X，Y，Z，U，V，W格式，以便每次调用ax.quiver时使用不同的kwarg。如果有人能推荐一个包装夸尔格的编辑，我将非常感激。

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

vectors=np.array( [ [0,0,1,1,-2,0], [0,0,2,1,1,0],[0,0,3,2,1,0],[0,0,4,0.5,0.7,0]]) 
fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')
for vector in vectors:
    v = np.array([vector[3],vector[4],vector[5]])
    vlength=np.linalg.norm(v)
    ax.quiver(vector[0],vector[1],vector[2],vector[3],vector[4],vector[5],
            pivot='tail',length=vlength,arrow_length_ratio=0.3/vlength)
ax.set_xlim([-4,4])
ax.set_ylim([-4,4])
ax.set_zlim([0,4])
ax.set_xlabel('x')
ax.set_ylabel('y')
ax.set_zlabel('z')
plt.show()

输出： Plot of vectors as quivers with matplotlib-1.5.3.