在python2.7中繪製4D圖形

Question

我想繪製三軸上的紅色，藍色和綠色以及存儲對應python2.7中每種顏色組合的值的數組....當我運行我的程序時要麼24小時無響應，要麼給我記憶錯誤。這裏是我的代碼：

import pylab 
import math 
from itertools import product 
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D 
from matplotlib import cm 
import matplotlib.pyplot as plt 
import numpy as np 

N=[] 
p=np.zeros((256,256,256)) 
S=[] 
fig=plt.figure() 
ax=fig.gca(projection='3d') 
X=np.arange(0,256,1) #for one of the features either red, blue or green 
Y=np.arange(0,256,1) 
X,Y = np.meshgrid(X,Y) 
R=np.sqrt(X**2 + Y**2) 
Z=R/np.sqrt(2) 
N=p.flatten(); 
N=(p[i,j,k] for k in Z)    
surf=ax.plot_surface(X,Y,Z, rstride=1, cstride=1, 
        facecolors=cm.jet(N), 
        linewidth=0, antialiased=False, shade=False) 
plt.show() 

請幫助。我已閱讀以前的帖子，並已使用它們，但仍出現內存錯誤。這裏p是包含紅色，綠色和藍色組合的值。爲簡單起見，我已將其初始化爲零...它給出以下錯誤..colset.append（fcolors [rs] [cs]） IndexError：index out of bounds

Answer 1

首先，您的程序很慢，因爲您我們正在做大量不必要的工作，建設N。您正在構建一個70 MB的列表，每次只有幾個字節（256 * 256 * 256 = 16,777,216個附加！）。一個更好的（更快，內存使用效率）的方式來建立p是使用numpy的字節數組廣播，然後再用p，使N：

import numpy as np 
a = np.arange(256) 
p = a[:,np.newaxis,np.newaxis] * a[np.newaxis,:,np.newaxis] * a[np.newaxis,np.newaxis,:] 
N = p.flatten() 

其次，更重要的是，你不（）正確使用plot_surface。根據docs，X，Y和Z應該是二維數組。 X和Y放置2D網格，Z爲該2D網格上的每個點提供「高度」。如果你想手動設置facecolor，它也應該是一個二維數組。您應該查看文檔中的示例以查找示例。

編輯：

我不知道你的陰謀的目的是什麼樣子，所以讓我們通過MPL demo行走。

進行必要的進口，並創建一個軸對象（你正確地做到這一點）：

from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D 
from matplotlib import cm 
from matplotlib.ticker import LinearLocator, FormatStrFormatter 
import matplotlib.pyplot as plt 
import numpy as np 

fig = plt.figure() 
ax = fig.gca(projection='3d') 

接下來，讓一個X/Y網格和相應的Z.在你的程序中，X，Y和Z是1D 。他們在3D空間中描述一條線，而不是表面。

X = np.arange(-5, 5, 0.25) 
Y = np.arange(-5, 5, 0.25) 
X, Y = np.meshgrid(X, Y) # <-- returns a 2D grid from initial 1D arrays 
R = np.sqrt(X**2 + Y**2) 
Z = np.sin(R) 

讓我們先畫出最簡單的事情。沒有顏色，默認抗鋸齒，線條等

surf = ax.plot_surface(X, Y, Z, rstride=1, cstride=1) 
plt.show() 

現在添加色彩。請注意，顏色來自Z分量。

surf = ax.plot_surface(X, Y, Z, rstride=1, cstride=1, cmap=cm.jet) 
plt.show() 

現在手動控制顏色（MPL inspiration）。

colortuple = ('y', 'k') # only use two colors: yellow and black 
xlen, ylen = X.shape # get length of 
colors = np.empty(X.shape, dtype=str) # make a 2D array of strings 
for i in range(xlen): 
    for j in range(ylen): 
     index = (i + j) % 2 # alternating 0's and 1's 
     colors[i,j] = colortuple[index] 
surf = ax.plot_surface(X, Y, Z, rstride=1, cstride=1, 
     facecolors=colors) 

如果你想基於色彩的一些其他指標，您可以創建自己的顏色表。關於如何做到這一點，有很多回答的問題。

編輯2：

顏色也可以指定爲RGB序列。對於一些像X你紅，綠Y上的描述，你可以這樣做：

xlen, ylen = X.shape 
colors = np.zeros((xlen,ylen,3)) 
jspan = np.linspace(0., 1., ylen) 
ispan = np.linspace(0., 1., xlen) 
for i in range(xlen): 
    colors[i,:,0] = jspan 
for j in range(ylen): 
    colors[:,j,1] = ispan 

surf = ax.plot_surface(X, Y, Z, rstride=1, cstride=1, facecolors=colors,)