python 用 matplotlib 在 3D 空間繪制 二次拋物面 實例詳解

圖形預覽：

 

0、import

import numpy as np from matplotlib import pyplot as plt from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D

 

1、開口向上的拋物面

fig = plt.figure(figsize=(9,6), facecolor='khaki' ) ax = fig.gca(projection='3d') # 二元函數定義域平面集
x = np.linspace(start=-3, stop=3, num=100 ) y = np.linspace(start=-3, stop=3, num=100 ) X, Y = np.meshgrid(x, y)    # 網格數據
Z = np.power(X, 2) + np.power(Y, 2)    # 二元函數 z = x**2 + y**2

# 繪圖
surf = ax.plot_surface(X=X, Y=Y, Z=Z, rstride=2,    # row stride, 行跨度
                       cstride=2,    # column stride, 列跨度 
                       color='r', linewidth=0.5, ) # 調整視角
ax.view_init(elev=7,    # 仰角
             azim=30   # 方位角
 ) # 顯示圖形
plt.show()

圖形：

 

2、開口向下的拋物面

fig = plt.figure(figsize=(9,6), facecolor='khaki' ) ax = fig.gca(projection='3d') # 二元函數定義域平面集
x = np.linspace(start=-3, stop=3, num=100 ) y = np.linspace(start=-3, stop=3, num=100 ) X, Y = np.meshgrid(x, y)    # 網格數據
Z = np.power(X, 2) + np.power(Y, 2)    # 二元函數 z = x**2 + y**2

# 繪圖
surf = ax.plot_surface(X=X, Y=Y, Z=-Z, rstride=2,    # row stride, 行跨度
                       cstride=2,    # column stride, 列跨度 
                       color='g', linewidth=0.5, ) # 調整視角
ax.view_init(elev=7,    # 仰角
             azim=30   # 方位角
 ) # 顯示圖形
plt.show()

圖形：

 

3、用多子區顯示不同拋物面

 

fig = plt.figure(figsize=(24, 16), facecolor='khaki' ) # 二元函數定義域平面集
x = np.linspace(start=-3, stop=3, num=100 ) y = np.linspace(start=-3, stop=3, num=100 ) X, Y = np.meshgrid(x, y)    # 網格數據
Z = np.power(X, 2) + np.power(Y, 2)    # 二元函數 z = x**2 + y**2

# -------------------------------- subplot(221) --------------------------------
ax = fig.add_subplot(221, projection='3d') # 開口向上的拋物面
surf = ax.plot_surface(X=X, Y=Y, Z=Z, rstride=2,    # row stride, 行跨度
                       cstride=2,    # column stride, 列跨度 
                       color='r', linewidth=0.5, ) # -------------------------------- subplot(223) --------------------------------
ax = fig.add_subplot(223, projection='3d') # 開口向下的拋物面
surf = ax.plot_surface(X=X, Y=Y, Z=-Z, rstride=2,    # row stride, 行跨度
                       cstride=2,    # column stride, 列跨度 
                       color='g', linewidth=0.5, ) # -------------------------------- subplot(22, (2,4)) --------------------------------
ax = plt.subplot2grid(shape=(2,2), loc=(0, 1), rowspan=2, projection='3d' ) # 開口向上的拋物面
surf1 = ax.plot_surface(X=X, Y=Y, Z=Z, rstride=2,    # row stride, 行跨度
                        cstride=2,    # column stride, 列跨度 
                        color='r', linewidth=0.5, ) # 開口向下的拋物面
surf2 = ax.plot_surface(X=X, Y=Y, Z=-Z, rstride=2,    # row stride, 行跨度
                        cstride=2,    # column stride, 列跨度 
                        color='g', linewidth=0.5, ) # 調整視角
ax.view_init(elev=7,    # 仰角
             azim=30   # 方位角
 )
 # -------------------------------- fig -------------------------------- # 調整子區布局
fig.subplots_adjust(wspace=0.1,    # width space
                    hspace=0.15    # height space
 ) # 顯示圖形
plt.show()

圖形：

 

 

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