带剖面的 3D 曲面图

Question

基本上，我有一个由一组时间序列组成的曲面图，我想在特定高度添加剖面图，以更好地了解一年中值高于所选阈值的时期。

由此：

其中显示平面但不是剖面

对此：

有什么建议吗？

使用 alpha 和相机仰角并没有解决问题

平面似乎仍然在人物的前面，而不是作为一个截面

Answer 1

绘制只需3步

正如其他人指出的那样，matplotlib 的 3D 功能有些有限。为了将对象隐藏在其他对象后面，它使用画家算法。因此，对象只是从后到前绘制，并且没有对象部分放置在某个平面之前，部分放置在某个平面之后。Matplotlib 计算每个对象的平均深度来定义顺序。您可以通过 覆盖此订单ax.computed_zorder = False，因为自动计算并不总是如您所愿。

您可以自己绘制“图层”：

• 3D表面
• 然后飞机
• 然后是顶部可见的 3D 表面部分

一个例子：

import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
import numpy as np
from scipy.ndimage.filters import gaussian_filter

x = np.linspace(-10, 10, 51)
y = np.linspace(-10, 10, 51)
X, Y = np.meshgrid(x, y)
np.random.seed(20220201)
Z = np.random.rand(*X.shape) ** 5
Z[X ** 2 + Y ** 2 > 30] = 0
Z = gaussian_filter(Z, sigma=2) * 100

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection="3d")
ax.computed_zorder = False
ax.plot_surface(X, Y, Z, cmap='turbo')
special_z = 16
ax.plot_surface(X, Y, np.full_like(Z, special_z), color='blue', alpha=0.4)
ax.plot_surface(X, Y, np.where(Z >= special_z, Z, np.nan), cmap='turbo', vmin=0)
plt.show()

逐层绘制

另一种方法是一次绘制一层表面。左侧的示例显示了分为 30 层的表面，右侧的示例停在给定的高度，可视化交叉点。

import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
import numpy as np
from scipy.ndimage.filters import gaussian_filter

x = np.linspace(-10, 10, 51)
y = np.linspace(-10, 10, 51)
X, Y = np.meshgrid(x, y)
np.random.seed(20220201)
Z = np.random.rand(*X.shape) ** 5
Z[X ** 2 + Y ** 2 > 30] = 0
Z = gaussian_filter(Z, sigma=2) * 100

fig = plt.figure()
for which in ['left', 'right']:
    ax = fig.add_subplot(121 + (which == 'right'), projection="3d")
    ax.computed_zorder = False

    layers = np.linspace(Z.min(), Z.max(), 32)[1:-1]
    colors = plt.get_cmap('turbo', len(layers)).colors

    special_z = 16
    plane_drawn = False
    for layer, color in zip(layers, colors):
        if layer >= special_z and not plane_drawn:
            ax.plot_surface(X, Y, np.full_like(Z, special_z), color='blue', alpha=0.5, zorder=2)
            plane_drawn = True
        ax.contour(X, Y, Z, levels=[layer], offset=layer, colors=[color])
        if plane_drawn and which == 'right':
            break
plt.show()