Python 使用 matplotlib绘制3D图形

3D图形在数据分析、数据建模、图形和图像处理等领域中都有着广泛的应用，下面将给大家介绍一下如何在Python中使用 matplotlib进行3D图形的绘制，包括3D散点、3D表面、3D轮廓、3D直线（曲线）以及3D文字等的绘制。

准备工作：

python中绘制3D图形，依旧使用常用的绘图模块matplotlib，但需要安装mpl_toolkits工具包，安装方法如下：windows命令行进入到python安装目录下的Scripts文件夹下，执行： pip install --upgrade matplotlib即可；Linux环境下直接执行该命令。

安装好这个模块后，即可调用mpl_tookits下的mplot3d类进行3D图形的绘制。

下面以实例进行说明。

1、3D表面形状的绘制

from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D

import matplotlib.pyplot as plt

import numpy as np

fig = plt.figure()

ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')

# Make data

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))

# Plot the surface

ax.plot_surface(x, y, z, color='r')

plt.show()

这段代码是绘制一个3D的椭球表面，结果如下：

2、3D直线（曲线）的绘制

import matplotlib as mpl

from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D

import numpy as np

import matplotlib.pyplot as plt

mpl.rcParams['legend.fontsize'] = 10

fig = plt.figure()

ax = fig.gca(projection='3d')

theta = np.linspace(-4 * np.pi, 4 * np.pi, 100)

z = np.linspace(-3, 3, 100)

r = z**2 + 1

x = r * np.sin(theta)

y = r * np.cos(theta)

ax.plot(x, y, z, label='parametric curve')

ax.legend()

plt.show()

这段代码用于绘制一个螺旋状3D曲线，结果如下：