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Asked: 2024-11-03 01:59:34 +0800 CST

如何将平面 y = x 添加到 Plotly 中的 3D 曲面图？

  • 772

我目前正在使用 Python 中的 Plotly 绘制 3D 曲面图。以下是我目前的代码：

import numpy as np
import plotly.graph_objects as go

# Definition of the domain
x = np.linspace(-5, 5, 100)
y = np.linspace(-5, 5, 100)
X, Y = np.meshgrid(x, y)

# Definition of the function, avoiding division by zero
Z = np.where(X**2 + Y**2 != 0, (X * Y) / (X**2 + Y**2), 0)

# Creation of the interactive graph
fig = go.Figure(data=[go.Surface(z=Z, x=X, y=Y, colorscale='Viridis')])

# Add title and axis configurations
fig.update_layout(
    title='Interactive graph of f(x, y) = xy / (x^2 + y^2)',
    scene=dict(
        xaxis_title='X',
        yaxis_title='Y',
        zaxis_title='f(X, Y)'
    ),
)

# Show the graph
fig.show()

我想将平面 (y = x) 添加到此图中。但是，我不知道该怎么做。

有人能指导如何将此平面添加到我现有的表面图中吗？任何帮助都将不胜感激！

python

2 个回答

  1. Best Answer

    要在 Plotly 中将“𝑦=𝑥”添加到 3D 曲面图，您可以为该平面定义一个单独的曲面，并使用另一个“go.Surface”对象将其添加到图中。

    在 Plotly 中，表面图需要 𝑍 的明确值才能显示平面。为了在给定的 𝑍 范围内实现 𝑦=𝑥 平面，我们需要设置 𝑋 和 𝑌 以表示 𝑍 平坦范围内的 𝑦=𝑥。

    这是我修改后的新代码，

    import numpy as np
import plotly.graph_objects as go

# Definition of the domain
x = np.linspace(-5, 5, 100)
y = np.linspace(-5, 5, 100)
X, Y = np.meshgrid(x, y)

# Definition of the function, avoiding division by zero
Z = np.where(X**2 + Y**2 != 0, (X * Y) / (X**2 + Y**2), 0)

# Creation of the main surface plot
fig = go.Figure(data=[go.Surface(z=Z, x=X, y=Y, colorscale='Viridis')])

# Define the y = x plane
x_plane = np.linspace(-5, 5, 100)
y_plane = x_plane  # y = x
X_plane, Z_plane = np.meshgrid(x_plane, np.linspace(-1, 1, 2))  # Z range can be adjusted as needed
Y_plane = X_plane  # Since y = x

# Add the y = x plane to the plot
fig.add_trace(go.Surface(z=Z_plane, x=X_plane, y=Y_plane, colorscale='Reds', opacity=0.5))

# Add title and axis configurations
fig.update_layout(
    title='3D Surface Plot with Plane y = x',
    scene=dict(
        xaxis_title='X',
        yaxis_title='Y',
        zaxis_title='f(X, Y)'
    ),
)

# Show the graph
fig.show()

    输出为 输出

    • 1

  2. 问题是，您无法绘制一个垂直平面，将 Z 定义为 X 和 Y 的函数，就像您对其他表面所做的那样。这就是 Busra 的代码什么都不显示的原因。

    （以二维思维：你可以绘制一条曲线，即 x = 一个范围，y = f（x）。但如果你想在该曲线上添加一条垂直线，你不能对另一个f垂直曲线执行相同的操作）

    幸运的是，没有必要这样做。Surface实际上并不绘制Z=f(x,y)表面，但一般来说，绘制以 3 个 2D 数组形式指定的一堆“矩形”（嗯，可能是三角形对），分别表示 x、y 和 z。

    因此，就像您将垂直线绘制为 x=g(y) 和 y=a 范围（其中 g 为常数）一样，您可以在此处执行相同操作。例如，让 x 和 z 形成网格，并定义 y=f(x,z)=x

    import numpy as np
import plotly.graph_objects as go

# Definition of the domain
x = np.linspace(-5, 5, 100)
y = np.linspace(-5, 5, 100)
X, Y = np.meshgrid(x, y)

# Definition of the function, avoiding division by zero
Z = np.where(X**2 + Y**2 != 0, (X * Y) / (X**2 + Y**2), 0)

# Creation of the main surface plot
fig = go.Figure(data=[go.Surface(z=Z, x=X, y=Y, colorscale='Viridis')])

# Define the plane y = x over the same domain
z_plane = np.linspace(Z.min(), Z.max(), 100)  # For a flat plane at Z=0 or another value
XY_plane, Z_plane=np.meshgrid(x,z_plane)

# Add the plane to the plot
fig.add_trace(go.Surface(z=Z_plane, x=XY_plane, y=XY_plane, colorscale='Reds', opacity=0.5))

# Add title and axis configurations
fig.update_layout(
    title='3D Surface Plot with Plane y = x',
    scene=dict(
        xaxis_title='X',
        yaxis_title='Y',
        zaxis_title='f(X, Y)'
    ),
)
fig.show()

    在此处输入图片描述

    请注意，我已回收您的x_plane，只是为了使其尽可能接近域的预期重用。但是，由于这是一个平面（完全一样，仍然继续我的 2D 类比，您需要 y 是 100 个点的 linspace 才能绘制一条垂直线。x=[0,0], y=[-ymin, ymax] 就可以了），您实际上不需要在 plotly 上费心处理 100×100 离散曲面。

    所以

    XY_plane, Z_plane=np.meshgrid([-5,5],[Z.min(), Z.max()])

    会得到完全相同的结果，但对 plotly 来说麻烦更少。只需一组 2x2 点（x、y 和 z），定义一个矩形。

    • 1

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