Python如何實(shí)現(xiàn)繪制3D地球旋轉(zhuǎn)效果

這篇“Python如何實(shí)現(xiàn)繪制3D地球旋轉(zhuǎn)效果”文章的知識(shí)點(diǎn)大部分人都不太理解，所以小編給大家總結(jié)了以下內(nèi)容，內(nèi)容詳細(xì)，步驟清晰，具有一定的借鑒價(jià)值，希望大家閱讀完這篇文章能有所收獲，下面我們一起來(lái)看看這篇“Python如何實(shí)現(xiàn)繪制3D地球旋轉(zhuǎn)效果”文章吧。

畫一個(gè)地球

想畫一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的地球，那么首先要有一個(gè)球，或者說(shuō)要有一個(gè)球面，用參數(shù)方程可以表示為

x=rcos?cosθ

y=rcos?sinθ

z=rsin?

然后要有一個(gè)地球，或者說(shuō)要有一個(gè)地圖，用來(lái)作為貼圖，映射到球面上。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
path = "earth2.jpg"
img = plt.imread(path)
h, w, c = img.shape
ys, xs = np.indices([h, w])
th = xs/w*np.pi*2
phi = np.pi/2 - ys/h*np.pi

x = np.cos(phi)*np.cos(th)
y = np.cos(phi)*np.sin(th)
z = np.sin(phi)

cs = [tuple(c/255) for c in img.reshape(-1,3)]
ax = plt.subplot(projection='3d')
ax.scatter(x, y, z, marker='.', c=cs)
plt.axis('off')
plt.show()

其中scatter畫的是散點(diǎn)圖，c=cs為顏色映射參數(shù)，所以溫馨提示，選取的地球圖片不宜過(guò)大，否則點(diǎn)太多會(huì)讓電腦爆掉。

最后得到的效果如下

讓地球轉(zhuǎn)起來(lái)

三維空間中的旋轉(zhuǎn)矩陣如下表所示，具體講解可參考這兩篇博客：旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸????旋轉(zhuǎn)正方體

有了旋轉(zhuǎn)矩陣，接下來(lái)就是讓地球轉(zhuǎn)起來(lái)。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib import animation

cos = lambda th : np.cos(np.deg2rad(th))
sin = lambda th : np.sin(np.deg2rad(th))

Rz = lambda th : np.array([
    [cos(th) , -sin(th), 0],
    [sin(th), cos(th), 0],
    [0       , 0,       1]])

xyz = np.array([x,y,z]).reshape(3,-1)

fig = plt.figure(figsize=(5,5))
ax = fig.add_subplot(projection='3d')
ax.grid()

lines = ax.scatter(x, y, z, marker='.', c=cs)

def animate(n):
    # 按照xyz順序旋轉(zhuǎn)
    axis = [2,1,0]
    shape = xyz.shape
    lines._offsets3d = Rz(n)@xyz
    return lines,

ani = animation.FuncAnimation(fig, animate, 
    range(0, 360, 2), interval=25, blit=True)

#plt.show()
ani.save("zyx.gif")

效果如下

以上就是關(guān)于“Python如何實(shí)現(xiàn)繪制3D地球旋轉(zhuǎn)效果”這篇文章的內(nèi)容，相信大家都有了一定的了解，希望小編分享的內(nèi)容對(duì)大家有幫助，若想了解更多相關(guān)的知識(shí)內(nèi)容，請(qǐng)關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。