在 R 中的球体上绘制点

Question

你能帮我在 R 中制作一个类似这样的图吗？

我想让它具有交互性，这样我就可以旋转球体。我想我应该使用 rgl。我找到了一个类似于我需要的示例 here，但是我找不到绘制网格而不是填充球体的方法。

UPD: 可以帮助回答问题的可重现数据集（我从 here 中获取）：

u <- runif(1000,0,1) 
v <- runif(1000,0,1) 
theta <- 2 * pi * u 
phi   <- acos(2 * v - 1) 
x <- sin(theta) * cos(phi) 
y <- sin(theta) * sin(phi) 
z <- cos(theta) 
library("lattice") 
cloud(z ~ x + y)

Answer 1

开始于

library("rgl")
spheres3d(0,0,0,lit=FALSE,color="white")
spheres3d(0,0,0,radius=1.01,lit=FALSE,color="black",front="lines")

创建一个 "wireframe" 球体（我在这里有点作弊，画了两个球体，一个比另一个大一点......可能有更好的方法来做到这一点，但是我无法 easily/quickly 搞清楚）。

从 Wolfram web page on sphere point picking（您图片的来源）我们得到

Similarly, we can pick u=cos(phi) to be uniformly distributed (so we have du=sin phi dphi) and obtain the points x = sqrt(1-u^2)*cos(theta); y = sqrt(1-u^2)*sin(theta); z=u with theta in [0,2pi) and u in [-1,1], which are also uniformly distributed over S^2.

所以：

set.seed(101)
n <- 50
theta <- runif(n,0,2*pi)
u <- runif(n,-1,1)
x <- sqrt(1-u^2)*cos(theta)
y <- sqrt(1-u^2)*sin(theta)
z <- u
spheres3d(x,y,z,col="red",radius=0.02)

球体需要更多的努力来渲染，但比 points3d()（扁平正方形）的结果更漂亮...

Answer 2

最近徘徊，我可能建议查看包 sphereplot，如果您真的很勇敢，gensphere 用于 3-[=18= 中高度可配置的一般点放置].

sphereplot 包括简单的功能，例如（从手册页引用）

pointsphere Random sphere pointing
Description Randomly generates data
points within a sphere that are uniformly distributed.
Usage
pointsphere(N = 100, longlim = c(0, 360), latlim = c(-90, 90), rlim = c(0, 1))
Arguments N Number of random points.
longlim Limits of longitude in degrees.
latlim Limits of latitude in degrees.
rlim Limits of radius.

在 R 中的球体上绘制点

Plot points on a sphere in R

visualization

r