Matplotlib 中有没有办法绘制两个变量的函数 y = y(x₀, x₁)？

Question

我有一个函数，它接受两个输入作为参数，returns一个基于两个输入的输出。

两个输入，r 和 E 的范围分别在 3-14 和 0.05-0.75 之间，将用于创建一些值对于基于某些间隔的输入。

每组两个输入（r 和 E）将生成一个输出。我想使用 Python 的 Matplotlib 库根据该数据绘制函数。

我已经使用 matplotlib 绘制输入 x 和输出 y 的图形，但我想不出一种方法来绘制其输出同样取决于两个输入的函数。

Answer 1

你想要做的最关键的一点是理解 Matplotlib 要求数据组织在二维网格中，因此你可以方便地利用 Numpy 对多维数据结构进行操作的能力来计算数据。

用网格的坐标计算两个一维数组——在这个例子中，网格点是等距的，但网格也可以是不规则的，
从两个一维数组中，使用 numpy.meshgrid，计算两个包含的二维数组，第一个是所有网格点中的 x₀ 坐标，第二个是 x₁ 所有网格点的坐标。
使用启用矢量的 Numpy 的数学函数，一次计算网格上 y 的值，使用二维数组作为 x₀ 和 x₁,
绘制等高线，黑色，使用相对较少的级别以避免拥挤的图形，
绘制y的颜色映射表示，这次我们可以使用更多的级别来产生连续效果，
在等高线上添加标签（注意我们使用contour返回的对象）并添加颜色条来解释图中的值（注意我们使用[=14]返回的对象=]):

这是实现上面冗长解释的简单代码：

In [35]: import numpy as np
    ...: import matplotlib.pyplot as plt
    ...: 
    ...: X0 = np.linspace(3, 14, 111)
    ...: X1 = np.linspace(0.05, 0.75, 71)
    ...: x0, x1 = np.meshgrid(X0, X1)
    ...: y = np.cos(x0-10*x1)*(x0-40*(x1-0.2)**2)
    ...: 
    ...: ctr = plt.contour( x0, x1, y, levels=4, colors='k')
    ...: fil = plt.contourf(x0, x1, y, levels=60)
    ...: plt.clabel(ctr)
    ...: plt.colorbar(fil)
    ...: plt.show()

另一种可能性是使用 plot_surface 方法制作 3D 图。 plot_surface 方法仅适用于使用关键字参数 projection='3d' 实例化的 Axes，因此我们不能像前面的示例那样使用便利的 plt 命名空间……

我们讨论的关于网格的所有内容仍然有效，请求参数的签名是相同的，…(x0, x1, y, **kwd_args)，如果您遵循上一个示例，那么该示例因此很简单，但它使用了几个技巧

当您在计算机上绘制曲面时，您可以随意旋转图形以从不同的角度查看数据，当您以传统方式（例如，在 Stack Overflow 上）发布图形时，您会丢失这种互动。 This answer 向我介绍了一种可以缓解该问题的技术。
如果您想将颜色图放置在多个子图的旁边，可能很难正确放置它，除非您找到 this answer…

同样，代码及其乘积

In [41]: fig, axes = plt.subplots(2,2,figsize=(8,6),
    ...:                          constrained_layout=True,
    ...:                          subplot_kw=dict(projection='3d'))
    ...: surfs = [ax.view_init(elev=10.+i*10, azim=25+i*25) or
    ...:          ax.plot_surface(x0, x1, y, cmap='viridis')
    ...:              for i, ax in enumerate(axes.flat)]
    ...: fig.colorbar(surfs[0], ax=axes.flat, aspect=50);

In [42]:

Matplotlib 中有没有办法绘制两个变量的函数 y = y(x₀, x₁)？

Is there a way in Matplotlib to plot a function of two variables, y = y(x₀, x₁)?

python

graphing

plot

matplotlib