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萬萬沒想到！Python 竟能繪制出如此酷炫的三維圖
2019-07-18
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Python 竟能繪制出如此酷炫的三維圖

作者 | Jay Alammar

譯者 | 高級農民工

通常我們用 Python 繪制的都是二維平面圖，但有時也需要繪制三維場景圖，比如像下面這樣的：

Python 竟能繪制出如此酷炫的三維圖

這些圖怎么做出來呢？今天就來分享下如何一步步繪制出三維矢量（SVG）圖。


八面體

我們先以下面這個八面體為例。

Python 竟能繪制出如此酷炫的三維圖

1 安裝相關包

首先安裝兩個必備包： 

import pyrr # NumPy 的 3D 函數庫
import svgwrite # svg圖形處理庫

2 定義 3D 圖生成環境

接下來定義幾個類設置好 3 維圖基礎環境：

Python 竟能繪制出如此酷炫的三維圖

viewport ：矩形圖范圍

camera：包括視圖矩陣和投影矩陣

mesh：svg 矢量圖所需的網格表面矩陣、著色器和樣式字典

3 生成八面體數據

然后生成八面體每個定點的數據： 

def octahedron():
 """Construct an eight-sided polyhedron"""
 f = sqrt(2.0) / 2.0
 verts = numpy.float32([ ( 0, -1, 0), (-f, 0, f), ( f, 0, f), ( f, 0, -f), (-f, 0, -f), ( 0, 1, 0) ])
 triangles = numpy.int32([ (0, 2, 1), (0, 3, 2), (0, 4, 3), (0, 1, 4), (5, 1, 2), (5, 2, 3), (5, 3, 4), (5, 4, 1) ])
 return verts[triangles]

4 pyrr 包渲染

接下來利用 pyrr 3維庫渲染上面的原始數據，最后生成 svg 矢量圖。

Python 竟能繪制出如此酷炫的三維圖

5 生成 svg

上面最后一步生成 svg 圖形，需要調用下面的 Engine 函數，略微有些復雜：

Python 竟能繪制出如此酷炫的三維圖

以上代碼全部封裝到類中調用，就可以生成八面體圖形了。

Python 竟能繪制出如此酷炫的三維圖

除了八面體還可以生成很多其他圖形。

球體和 Klein 瓶

Python 竟能繪制出如此酷炫的三維圖

代碼如下：

Python 竟能繪制出如此酷炫的三維圖

多面球體

Python 竟能繪制出如此酷炫的三維圖

代碼如下：

Python 竟能繪制出如此酷炫的三維圖

發光的球體

Python 竟能繪制出如此酷炫的三維圖

代碼實現：

Python 竟能繪制出如此酷炫的三維圖

還可以繪制這種曲面體

Python 竟能繪制出如此酷炫的三維圖

代碼實現如下：

Python 竟能繪制出如此酷炫的三維圖


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