为什么Matplotlib的plot_wireframe二维数组的参数是？

Question

我无法清楚地解释Matplotlib的plot_wireframe函数的X、Y和Z参数。我一直在使用他们提供的示例demo.py，但我不明白为什么X、Y和Z是二维数组。这是一个非常弯曲的3D图片，但如果你看X，Y，和Z数组，它们都是120×120二维数组。Matplotlib的文档有以下简洁的描述：“数据值”。有人能详细说明一下吗？我喜欢Matplotlib，但是它的文档可能有点稀疏。

根据答案更新问题。也许二维数组的第一维表示3D空间中的一条线，而线框是用来连接所有的线的。在这个例子中，我在z坐标为1.0的x，y平面上画了两个四分圆：

temp_x = []
temp_y = []
temp_z1 = []
temp_z2 =[]

import math
# x^2+y^2=4
for i in range(201):
    x = 0.01 * i
    temp_x.append(x)
    y = math.sqrt(4-(x*x))
    temp_y.append(y)
    temp_z1.append(0.0)
    temp_z2.append(1.0)

X=np.array([temp_x,temp_x])
Y=np.array([temp_y,temp_y])
Z=np.array([temp_z1,temp_z2])

# Plot a basic wireframe.
ax.plot_wireframe(X, Y, Z)

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我猜第一维是线数，或者是函数数，第二维是点数。

Answer 1

在plot_wireframe(X,Y,Z)中，X是x坐标，Y是y坐标，Z是z坐标。这些必须是二维数组。原因是绘图功能需要一个2D网格。因此，(X[i,j], Y[i,j], Z[i,j])在笛卡尔空间中定义了一个点。i,j是网格索引。

现在的问题可能是，为什么我们需要i,j作为网格索引，而不能使用单一的一维网格与索引k，这样X,Y,Z将是一维数组？

也就是说，因为在(X[k], Y[k], Z[k])的情况下，关于哪个点位于另一个点旁边的信息丢失了。在2D网格中，您可以毫不含糊地确定(X[i,j], Y[i,j], Z[i,j])是否连接到( (X[i+1,j], Y[i+1,j], Z[i+1,j])的一个邻居)，以及(X[i,j-1], Y[i,j-1], Z[i,j-1])。

在1D情况下，(X[k+1], Y[k+1], Z[k+1])显然连接到(X[k], Y[k], Z[k])，但这只给了您两个连接，而您需要在线框中连接4个连接。

Answer 2

让我用一些数字来解释。对于x的每个值，都有一个y-值的范围。假设你在三维曲面上总共有9分.它们每一个都有一个x值，一个y值和一个相应的z值.假设x= 1，2，3，y= 1，2，3。

对于x的每一个值，都有3个y点，因为你有一个网格。

x = 1 --> y = 1, 2, 3     
x = 2 --> y = 1, 2, 3
x = 3 --> y = 1, 2, 3

同样，对于y的每一个值，都有3个x点.

y = 1 --> x = 1, 2, 3
y = 2 --> x = 1, 2, 3
y = 3 --> x = 1, 2, 3

所以x，y和9的组合

(x, y) --> (1, 1), (1, 2), (1, 3), 
           (2, 1), (2, 2), (2, 3), 
           (3, 1), (3, 2), (3, 3) 

所以x值的形状现在变成(3x3)，因为总共有9个值。类似地，y值的形状变成(3x3)。现在，对于这些(x，y)对，在3d空间中有一个对应的z值。因此，z值也必须是3x3数组。

同样的概念和解释适用于任意数量的点，在你的问题中这个数字是120x120。