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萬萬沒想到！Python 竟能繪制出如此酷炫的三維圖
2019-07-18
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Python 竟能繪制出如此酷炫的三維圖

作者 | Jay Alammar

譯者 | 高級農(nóng)民工

通常我們用 Python 繪制的都是二維平面圖，但有時(shí)也需要繪制三維場景圖，比如像下面這樣的：

Python 竟能繪制出如此酷炫的三維圖

這些圖怎么做出來呢？今天就來分享下如何一步步繪制出三維矢量（SVG）圖。


八面體

我們先以下面這個(gè)八面體為例。

Python 竟能繪制出如此酷炫的三維圖

1 安裝相關(guān)包

首先安裝兩個(gè)必備包： 

import pyrr # NumPy 的 3D 函數(shù)庫
import svgwrite # svg圖形處理庫

2 定義 3D 圖生成環(huán)境

接下來定義幾個(gè)類設(shè)置好 3 維圖基礎(chǔ)環(huán)境：

Python 竟能繪制出如此酷炫的三維圖

viewport ：矩形圖范圍

camera：包括視圖矩陣和投影矩陣

mesh：svg 矢量圖所需的網(wǎng)格表面矩陣、著色器和樣式字典

3 生成八面體數(shù)據(jù)

然后生成八面體每個(gè)定點(diǎn)的數(shù)據(jù)： 

def octahedron():
 """Construct an eight-sided polyhedron"""
 f = sqrt(2.0) / 2.0
 verts = numpy.float32([ ( 0, -1, 0), (-f, 0, f), ( f, 0, f), ( f, 0, -f), (-f, 0, -f), ( 0, 1, 0) ])
 triangles = numpy.int32([ (0, 2, 1), (0, 3, 2), (0, 4, 3), (0, 1, 4), (5, 1, 2), (5, 2, 3), (5, 3, 4), (5, 4, 1) ])
 return verts[triangles]

4 pyrr 包渲染

接下來利用 pyrr 3維庫渲染上面的原始數(shù)據(jù)，最后生成 svg 矢量圖。

Python 竟能繪制出如此酷炫的三維圖

5 生成 svg

上面最后一步生成 svg 圖形，需要調(diào)用下面的 Engine 函數(shù)，略微有些復(fù)雜：

Python 竟能繪制出如此酷炫的三維圖

以上代碼全部封裝到類中調(diào)用，就可以生成八面體圖形了。

Python 竟能繪制出如此酷炫的三維圖

除了八面體還可以生成很多其他圖形。

球體和 Klein 瓶

Python 竟能繪制出如此酷炫的三維圖

代碼如下：

Python 竟能繪制出如此酷炫的三維圖

多面球體

Python 竟能繪制出如此酷炫的三維圖

代碼如下：

Python 竟能繪制出如此酷炫的三維圖

發(fā)光的球體

Python 竟能繪制出如此酷炫的三維圖

代碼實(shí)現(xiàn)：

Python 竟能繪制出如此酷炫的三維圖

還可以繪制這種曲面體

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代碼實(shí)現(xiàn)如下：

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') } function initGt() { var handler = function (captchaObj) { captchaObj.appendTo('#captcha'); captchaObj.onReady(function () { $("#wait").hide(); }).onSuccess(function(){ $('.getcheckcode').removeClass('dis'); $('.getcheckcode').trigger('click'); }); window.captchaObj = captchaObj; }; $('#captcha').show(); $.ajax({ url: "/login/gtstart?t=" + (new Date()).getTime(), // 加隨機(jī)數(shù)防止緩存 type: "get", dataType: "json", success: function (data) { $('#text').hide(); $('#wait').show(); // 調(diào)用 initGeetest 進(jìn)行初始化 // 參數(shù)1：配置參數(shù) // 參數(shù)2：回調(diào)，回調(diào)的第一個(gè)參數(shù)驗(yàn)證碼對象，之后可以使用它調(diào)用相應(yīng)的接口 initGeetest({ // 以下 4 個(gè)配置參數(shù)為必須，不能缺少 gt: data.gt, challenge: data.challenge, offline: !data.success, // 表示用戶后臺檢測極驗(yàn)服務(wù)器是否宕機(jī) new_captcha: data.new_captcha, // 用于宕機(jī)時(shí)表示是新驗(yàn)證碼的宕機(jī) product: "float", // 產(chǎn)品形式，包括：float，popup width: "280px", https: true // 更多配置參數(shù)說明請參見：http://docs.geetest.com/install/client/web-front/ }, handler); } }); } function codeCutdown() { if(_wait == 0){ //倒計(jì)時(shí)完成 $(".getcheckcode").removeClass('dis').html("重新獲取"); }else{ $(".getcheckcode").addClass('dis').html("重新獲取("+_wait+"s)"); _wait--; setTimeout(function () { codeCutdown(); },1000); } } function inputValidate(ele,telInput) { var oInput = ele; var inputVal = oInput.val(); var oType = ele.attr('data-type'); var oEtag = $('#etag').val(); var oErr = oInput.closest('.form_box').next('.err_txt'); var empTxt = '請輸入'+oInput.attr('placeholder')+'！'; var errTxt = '請輸入正確的'+oInput.attr('placeholder')+'！'; var pattern; if(inputVal==""){ if(!telInput){ errFun(oErr,empTxt); } return false; }else { switch (oType){ case 'login_mobile': pattern = /^1[3456789]\d{9}$/; if(inputVal.length==11) { $.ajax({ url: '/login/checkmobile', type: "post", dataType: "json", data: { mobile: inputVal, etag: oEtag, page_ur: window.location.href, page_referer: document.referrer }, success: function (data) { } }); } break; case 'login_yzm': pattern = /^\d{6}$/; break; } if(oType=='login_mobile'){ } if(!!validateFun(pattern,inputVal)){ errFun(oErr,'') if(telInput){ $('.getcheckcode').removeClass('dis'); } }else { if(!telInput) { errFun(oErr, errTxt); }else { $('.getcheckcode').addClass('dis'); } return false; } } return true; } function errFun(obj,msg) { obj.html(msg); if(msg==''){ $('.login_submit').removeClass('dis'); }else { $('.login_submit').addClass('dis'); } } function validateFun(pat,val) { return pat.test(val); }