添加背景图像到3d图 [英] Add background image to 3d plot

问题描述

在级别 z = min（z）-1 ，其中 -1 是一个视觉偏移，以避免重叠，我想插入一个图像曲线显示特定值的元素。 怎么做？

在这个例子中，我不关心元素及其值之间的完美匹配，所以请随意上传你喜欢的任何图像。另外，有没有办法让图像旋转，以防有人对匹配不满意？

编辑

这是类似于3D直方图的可视化示例。级别 z = 0 的灰色形状是条形图显示某个 z 值的元素。

解决方案

使用 plot_surface 通过 facecolors 参数绘制图像。

 来自mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D 
来自matplotlib导入cm 
来自matplotlib.ticker导入LinearLocator，FormatStrFormatter 
导入matplotlib.pyplot作为plt 
导入numpy为np 
来自matplotlib._png import read_png 
来自matplotlib.cbook import get_sample_data 
 
 fig = plt.figure（）
 ax = fig.gca（projection ='3d'）
 X = np.arange（ -5,5，.25）
 Y = np.arange（-5,5，.25）
 X，Y = np.meshgrid（X，Y）
 R = np。 sqrt（X ** 2 + Y ** 2）
 Z = np.sin（R）
 surf = ax.plot_surface（X，Y，Z，rstride = 1，cstrid e = 1，cmap = cm.winter，
 linewidth = 0，antialiased = True）
 
 ax.set_zlim（-2.01,1.01）
 ax.zaxis.set_major_locator（LinearLocator （10））
 ax.zaxis.set_major_formatter（FormatStrFormatter（'％。02f'））
 
 fn = get_sample_data（./ lena.png，asfileobj = False）
 arr = read_png（fn）
＃10是表面的x和y轴的相等长度
 stepX，stepY = 10. / arr.shape [0]，10。/ arr.shape [1 ] 
 
 X1 = np.arange（-5,5，stepX）
 Y1 = np.arange（-5,5，stepY）
 X1，Y1 = np.meshgrid （X1，Y1）
＃stride args允许确定图像质量
＃stride = 1 work slow 
 ax.plot_surface（X1，Y1，-2.01，rstride = 1，cstride = 1， facecolors = arr）
 
 plt.show（）
  

如果您需要添加值，请使用 PathPatch ：

来自mpl_toolkits.mplot3d的

 从matplotlib导入Axes3D 
从matplotlib.ticker导入cm 
导入LinearLocator，FormatStrFormatter 
 import matplotlib.pyplot as plt 
 import numpy as np 
 from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D 
 import mpl_toolkits.mplot3d.art3d as art3d 
 from matplotlib.text import MatPath 
 from matplotlib.transforms从matplotlib.patches导入Affine2D 
导入PathPatch 
 
 def text3d（ax，xyz，s，zdir =z，size = None，angle = 0，usetex = False，** kwargs ）：
x，y，z = xyz 
如果zdir ==y：
 xy1，z1 =（x，z），y 
 elif zdir ==y ：
 xy1，z1 =（y，z），x 
 else：
 xy1，z1 =（x，y），z 
 
 text_path = TextPath（（ 0,0），s，size = size，usetex = usetex）
 trans = Affine2D（）。rotate（angle）.translate（xy1 [0]，xy1 [1]）$ ​​b 
 $ b p1 = PathPatch（trans.transform_path（text_path），** kwargs）
 ax.add_patch（p1）
 art3d.pathpatch_2d_to_3d（ p1，z = z1，zdir = zdir）
 
 #main 
 fig = plt.figure（）
 ax = fig.gca（projection ='3d'）
 X = np.arange（-5,5，.25）
 Y = np.arange（-5,5，.25）
 
 Xg，Yg = np.meshgrid（X ，Y）
 R = np.sqrt（Xg ** 2 + Yg ** 2）
 Z = np.sin（R）
 surf = ax.plot_surface（Xg，Yg，Z ，rstride = 1，cstride = 1，cmap = cm.winter，
 linewidth = 0，antialiased = True）
 
 ax.set_zlim（-2.01,1.01）
 ax。 zaxis.set_major_locator（LinearLocator（10））
 ax.zaxis.set_major_formatter（FormatStrFormatter（'％。02f'））
 
＃为i添加路径值为
，x in枚举（X [:: 4]）：
表示j，y表示枚举（Y [:: 4]）：
 text3d（ax，（x，y，-2.01），{0： .1f}。format（Z [i] [j]），zdir =z，size = .5，ec =none，fc =k）
 
 plt.show （）
  

This topic has been touched here, but no indications were given as to how to create a 3D plot and insert an image in the (x,y) plane, at a specified z height.

So to come up with a simple and reproducible case, let's say that I create a 3D plot like this with mplot3d:

from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
from matplotlib import cm
from matplotlib.ticker import LinearLocator, FormatStrFormatter
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

fig = plt.figure()
ax = fig.gca(projection='3d')
X = np.arange(-5, 5, 0.25)
Y = np.arange(-5, 5, 0.25)
X, Y = np.meshgrid(X, Y)
R = np.sqrt(X**2 + Y**2)
Z = np.sin(R)
surf = ax.plot_surface(X, Y, Z, rstride=1, cstride=1, cmap=cm.winter,
                       linewidth=0, antialiased=True)
ax.set_zlim(-1.01, 1.01)

ax.zaxis.set_major_locator(LinearLocator(10))
ax.zaxis.set_major_formatter(FormatStrFormatter('%.02f'))

plt.show()

Visually we have:

At the level z=min(z)-1, where -1 is a visual offset to avoid overlapping, I want to insert an image representing the elements for which the curve shows a certain value. How to do it?

In this example I don't care about a perfect matching between the element and its value, so please feel free to upload any image you like. Also, is there a way of letting that image rotate, in case one is not happy with the matching?

EDIT

This is a visual example of something similar made for a 3D histogram. The grey shapes at the level z=0 are the elements for which the bars show a certain z value. Source.

解决方案

Use plot_surface to draw image via facecolors argument.

from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
from matplotlib import cm
from matplotlib.ticker import LinearLocator, FormatStrFormatter
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from matplotlib._png import read_png
from matplotlib.cbook import get_sample_data

fig = plt.figure()
ax = fig.gca(projection='3d')
X = np.arange(-5, 5, .25)
Y = np.arange(-5, 5, .25)
X, Y = np.meshgrid(X, Y)
R = np.sqrt(X**2 + Y**2)
Z = np.sin(R)
surf = ax.plot_surface(X, Y, Z, rstride=1, cstride=1, cmap=cm.winter,
                       linewidth=0, antialiased=True)

ax.set_zlim(-2.01, 1.01)
ax.zaxis.set_major_locator(LinearLocator(10))
ax.zaxis.set_major_formatter(FormatStrFormatter('%.02f'))

fn = get_sample_data("./lena.png", asfileobj=False)
arr = read_png(fn)
# 10 is equal length of x and y axises of your surface
stepX, stepY = 10. / arr.shape[0], 10. / arr.shape[1]

X1 = np.arange(-5, 5, stepX)
Y1 = np.arange(-5, 5, stepY)
X1, Y1 = np.meshgrid(X1, Y1)
# stride args allows to determine image quality 
# stride = 1 work slow
ax.plot_surface(X1, Y1, -2.01, rstride=1, cstride=1, facecolors=arr)

plt.show()

If you need to add values use PathPatch:

from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
from matplotlib import cm
from matplotlib.ticker import LinearLocator, FormatStrFormatter
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
import mpl_toolkits.mplot3d.art3d as art3d
from matplotlib.text import TextPath
from matplotlib.transforms import Affine2D
from matplotlib.patches import PathPatch

def text3d(ax, xyz, s, zdir="z", size=None, angle=0, usetex=False, **kwargs):
    x, y, z = xyz
    if zdir == "y":
        xy1, z1 = (x, z), y
    elif zdir == "y":
        xy1, z1 = (y, z), x
    else:
        xy1, z1 = (x, y), z

    text_path = TextPath((0, 0), s, size=size, usetex=usetex)
    trans = Affine2D().rotate(angle).translate(xy1[0], xy1[1])

    p1 = PathPatch(trans.transform_path(text_path), **kwargs)
    ax.add_patch(p1)
    art3d.pathpatch_2d_to_3d(p1, z=z1, zdir=zdir)

# main
fig = plt.figure()
ax = fig.gca(projection='3d')
X = np.arange(-5, 5, .25)
Y = np.arange(-5, 5, .25)

Xg, Yg = np.meshgrid(X, Y)
R = np.sqrt(Xg**2 + Yg**2)
Z = np.sin(R)
surf = ax.plot_surface(Xg, Yg, Z, rstride=1, cstride=1, cmap=cm.winter,
                       linewidth=0, antialiased=True)

ax.set_zlim(-2.01, 1.01)
ax.zaxis.set_major_locator(LinearLocator(10))
ax.zaxis.set_major_formatter(FormatStrFormatter('%.02f'))

# add pathces with values
for i,x in enumerate(X[::4]):
    for j,y in enumerate(Y[::4]):
        text3d(ax, (x, y, -2.01), "{0:.1f}".format(Z[i][j]), zdir="z", size=.5, ec="none", fc="k")

plt.show()

这篇关于添加背景图像到3d图的文章就介绍到这了，希望我们推荐的答案对大家有所帮助，也希望大家多多支持IT屋！