再发:深入了解python的3D高级库pyvista

1 说明：

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1.1 我曾介绍过：《PyVista是一款python的可视化工具包（VTK）的高级API》，是很受喜欢的。

1.2 PyVista是VTK的python高级API，国内基本没有介绍和教程。

1.3 PyVista比VTK、pyqt5和pyside2都简单，所以，有必要再次深入介绍。

2 生成gif并播放：

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2.1 效果图：

2.2 代码：

#第1步：导入模块
import pyvista as pv
import numpy as np

#第2步：3维坐标点取值范围
x = np.arange(-10, 10, 0.25)
y = np.arange(-10, 10, 0.25)
#meshgrid的作用适用于生成网格型数据
#可以接受两个一维数组生成两个二维矩阵，对应两个数组中所有的(x,y)对
x, y = np.meshgrid(x, y)
#np.sqrt(x) ： 计算数组各元素的平方根
r = np.sqrt(x ** 2 + y ** 2)
#获取z值
z = np.sin(r)

# Create and structured surface
grid = pv.StructuredGrid(x, y, z)

#第3步：产生plt图：静态图和gif动态图
# Create a plotter object and set the scalars to the Z height
plt = pv.Plotter()
#加入上面产生的grid
plt.add_mesh(grid, scalars=z.ravel())
#先按q退出静态图，进入动态图gif展示
print('Orient the view, then press "q" to close window and produce movie')

# setup camera and close
plt.show(auto_close=False)  #参数不能少


#第4步：动态播放gif设置
# Open a gif，这个文件在根目录下
plt.open_gif("wave.gif")

#获取点的参数
pts = grid.points.copy()

# Update Z and write a frame for each updated position
nframe = 30  #数值越大，动态展示时间越久
#[:nframe]是列表取值从0取到nframe个
for i in np.linspace(0, 2 * np.pi, nframe + 1)[:nframe]:
    #z值改变
    z = np.sin(r + i)
    pts[:, -1] = z.ravel()
    #根系
    plt.update_coordinates(pts)
    plt.update_scalars(z.ravel())
    plt.write_frame()

# Close movie and delete object
plt.close()

3 球、线和图例：

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3.1 效果图：

3.2 代码：

import pyvista as pv

# Create source to ray trace
sphere = pv.Sphere(radius=0.85)

# Define line segment
start = [0, 0, 0]
stop = [0.25, 1, 0.5]

# Perform ray trace
points, ind = sphere.ray_trace(start, stop)

# Create geometry to represent ray trace
ray = pv.Line(start, stop)
intersection = pv.PolyData(points)

# Render the result，调用图
p = pv.Plotter()
#添加元素mesh，颜色设定、大小和文字标签（图例展示）
#添加球==sphere
p.add_mesh(sphere,
           show_edges=True, opacity=0.5, color="w",
           lighting=False, label="Test Mesh")
#添加线==ray
p.add_mesh(ray, color="blue", line_width=5, label="Ray Segment")

p.add_mesh(intersection, color="maroon",
           point_size=25, label="Intersection Points")

#图例展示
p.add_legend()
#图片展示
p.show()

4 布局subplot：

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4.1 效果图：

4.2 重点：

#第3步：定义一个图，展示图，布局shape=3*3
#就是3行3列
p = pv.Plotter(shape=(3, 3))

4.3 完整代码：

#第1步：导入模块
import pyvista as pv

#第2步：实例化模型，调用模型
cyl = pv.Cylinder()
arrow = pv.Arrow()
sphere = pv.Sphere()
plane = pv.Plane()
line = pv.Line()
box = pv.Box()
cone = pv.Cone()
poly = pv.Polygon()
disc = pv.Disc()

#第3步：定义一个图，展示图，布局shape=3*3
#就是3行3列
p = pv.Plotter(shape=(3, 3))
# Top row==第1行
p.subplot(0, 0)
p.add_mesh(cyl, color="tan", show_edges=True)
p.subplot(0, 1)
p.add_mesh(arrow, color="tan", show_edges=True)
p.subplot(0, 2)
p.add_mesh(sphere, color="tan", show_edges=True)
# Middle row==第2行
p.subplot(1, 0)
p.add_mesh(plane, color="tan", show_edges=True)
p.subplot(1, 1)
p.add_mesh(line, color="tan", line_width=3)
p.subplot(1, 2)
p.add_mesh(box, color="tan", show_edges=True)
# Bottom row==第3行
p.subplot(2, 0)
p.add_mesh(cone, color="tan", show_edges=True)
p.subplot(2, 1)
p.add_mesh(poly, color="tan", show_edges=True)
p.subplot(2, 2)
p.add_mesh(disc, color="tan", show_edges=True)
# Render all of them
p.show()