Matplotlib 3D图

3D 图表 是用于展示三个变量之间关系的图表。

3D 散点图

用于展示三个变量之间的离散数据点。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# 数据
x = np.random.rand(50)
y = np.random.rand(50)
z = np.random.rand(50)

# 创建一个新的图形
fig = plt.figure()

# 添加一个3D子图
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')

# 创建3D散点图
ax.scatter(x, y, z, c='r', marker='o')

# 添加标题和标签
ax.set_title('3D Scatter Plot')
ax.set_xlabel('X-axis')
ax.set_ylabel('Y-axis')
ax.set_zlabel('Z-axis')

# 显示图表
plt.show()

image-20241118204516318

3D 线图

用于展示三个变量之间的连续数据点。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# 数据
t = np.linspace(0, 10, 100)
x = np.sin(t)
y = np.cos(t)
z = t

# 创建一个新的图形
fig = plt.figure()

# 添加一个3D子图
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')

# 创建3D线图
ax.plot(x, y, z, c='b')

# 添加标题和标签
ax.set_title('3D Line Plot')
ax.set_xlabel('X-axis')
ax.set_ylabel('Y-axis')
ax.set_zlabel('Z-axis')

# 显示图表
plt.show()

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3D 表面图

用于展示三个变量之间的连续函数或数据网格。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# 数据
x = np.linspace(-5, 5, 100)
y = np.linspace(-5, 5, 100)
x, y = np.meshgrid(x, y)
z = np.sin(np.sqrt(x**2 + y**2))

# 创建一个新的图形
fig = plt.figure()

# 添加一个3D子图
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')

# 创建3D表面图
surf = ax.plot_surface(x, y, z, cmap='viridis')

# 添加颜色条
fig.colorbar(surf)

# 添加标题和标签
ax.set_title('3D Surface Plot')
ax.set_xlabel('X-axis')
ax.set_ylabel('Y-axis')
ax.set_zlabel('Z-axis')

# 显示图表
plt.show()

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3D 等高线图

用于展示三维空间中的等高线。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# 数据
x = np.linspace(-5, 5, 100)
y = np.linspace(-5, 5, 100)
x, y = np.meshgrid(x, y)
z = np.sin(np.sqrt(x**2 + y**2))

# 创建一个新的图形
fig = plt.figure()

# 添加一个3D子图
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')

# 创建3D等高线图
contour = ax.contour3D(x, y, z, 50, cmap='viridis')

# 添加颜色条
fig.colorbar(contour)

# 添加标题和标签
ax.set_title('3D Contour Plot')
ax.set_xlabel('X-axis')
ax.set_ylabel('Y-axis')
ax.set_zlabel('Z-axis')

# 显示图表
plt.show()

image-20241118205532382

代码中的 cmap 为颜色映射：

• Viridis (cmap='viridis')：从暗绿色到亮黄色的渐变，适合大多数数据集，因为它在亮度和饱和度上变化均匀，对色盲友好。
• Plasma (cmap='plasma')：从深紫色到亮黄色的渐变。
• Inferno (cmap='inferno')：从暗红色到亮黄色的渐变。
• Magma (cmap='magma')：从暗红色到亮橙色的渐变。
• Blues (cmap='Blues')：从白色到蓝色的渐变。
• Reds (cmap='Reds')：从白色到红色的渐变。
• Greens (cmap='Greens')：从白色到绿色的渐变。
• Greys (cmap='Greys')：从黑色到白色的渐变。