python – 图中的图中的图

发布时间：2020-12-20 13:51:52 所属栏目：Python 来源：网络整理

导读：我正在尝试使用matplotlib来绘制数字中的数字.由于正方形是最直接的绘制,我从那些开始.最后,我想为具有一定宽度的多边形编写一个生成器.在给定的示例中,这将是具有直角和宽度1的4角多边形. 我当前的代码绘制了以下内容,这是预期的,几乎是所希望的. 请注意,在

我正在尝试使用matplotlib来绘制数字中的数字.由于正方形是最直接的绘制,我从那些开始.最后,我想为具有一定宽度的多边形编写一个生成器.在给定的示例中,这将是具有直角和宽度1的4角多边形.

我当前的代码绘制了以下内容,这是预期的,几乎是所希望的.

请注意,在2,2和2,3之间有一条线,如果用正确的算法代替当前代码,我认为可以删除.

上面的摘要是一个方框,装在两个方框中,振幅增加1,假设较大的方框位于其余方框的“后面”.

我编写产生上述代码的方法实际上并不是一个函数.这是一个非常丑陋的点集合,恰好类似于空心方块.

import matplotlib.path as mpath
import matplotlib.patches as mpatches
import matplotlib.pyplot as plt

fig,ax = plt.subplots()

INNER_AMPLITUDE = 1.0
OUTER_AMPLITUDE = 3.0

Path_in = mpath.Path
path_in_data = [
    (Path_in.MOVETO,(INNER_AMPLITUDE,-INNER_AMPLITUDE)),(Path_in.LINETO,(-INNER_AMPLITUDE,INNER_AMPLITUDE)),(Path_in.CLOSEPOLY,]
codes,verts = zip(*path_in_data)
path_in = mpath.Path(verts,codes)
patch_in = mpatches.PathPatch(path_in,facecolor='g',alpha=0.3)
ax.add_patch(patch_in)

x,y = zip(*path_in.vertices)
line,= ax.plot(x,y,'go-')

Path_out = mpath.Path
path_out_data = [
    (Path_out.MOVETO,(OUTER_AMPLITUDE,-OUTER_AMPLITUDE)),(Path_out.LINETO,(-OUTER_AMPLITUDE,OUTER_AMPLITUDE)),OUTER_AMPLITUDE-INNER_AMPLITUDE)),(-(OUTER_AMPLITUDE-INNER_AMPLITUDE),-(OUTER_AMPLITUDE-INNER_AMPLITUDE))),(OUTER_AMPLITUDE-INNER_AMPLITUDE,(Path_out.CLOSEPOLY,verts = zip(*path_out_data)
path_out = mpath.Path(verts,codes)
patch_out = mpatches.PathPatch(path_out,facecolor='r',alpha=0.3)
ax.add_patch(patch_out)
plt.title('Square in a square in a square')

ax.grid()
ax.axis('equal')
plt.show()

请注意我认为这是代码审查的偏离主题,因为我正在寻求扩展我的功能,而不仅仅是重写最佳实践.我觉得我完全是错误的做法.首先要做的事情.

我应该如何使用matplotlib绘制具有一定宽度的多边形,假设多边形将在外部被包围,带有相同形状且至少相同宽度并完全填充在内部？

解决方法

纯粹在matplotlib中处理多边形可能非常繁琐.幸运的是,有一个非常好的库可用于这些操作： shapely.
为了您的目的,parallel_offset函数是要走的路.
您感兴趣的多边形的边界由ring1,ring2和ring3定义：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import shapely.geometry as sg
from descartes.patch import PolygonPatch

# if I understood correctly you mainly need the difference d here
INNER_AMPLITUDE = 0.1
OUTER_AMPLITUDE = 0.2
d = OUTER_AMPLITUDE - INNER_AMPLITUDE

# fix seed,for reproducability
np.random.seed(22222)

# a function to produce a "random" polygon
def random_polygon():
    nr_p = np.random.randint(7,15)
    angle = np.sort(np.random.rand(nr_p)*2*np.pi)
    dist = 0.3*np.random.rand(nr_p) + 0.5
    return np.vstack((np.cos(angle)*dist,np.sin(angle)*dist)).T

# your input polygon
p = random_polygon()

# create a shapely ring object
ring1 = sg.LinearRing(p)
ring2 = ring1.parallel_offset(d,'right',join_style=2,mitre_limit=10.)
ring3 = ring1.parallel_offset(2*d,mitre_limit=10.)

# revert the third ring. This is necessary to use it to procude a hole
ring3.coords = list(ring3.coords)[::-1]

# inner and outer polygon
inner_poly = sg.Polygon(ring1)
outer_poly = sg.Polygon(ring2,[ring3])

# create the figure
fig,ax = plt.subplots(1)

# convert them to matplotlib patches and add them to the axes
ax.add_patch(PolygonPatch(inner_poly,facecolor=(0,1,0.4),edgecolor=(0,1),linewidth=3))
ax.add_patch(PolygonPatch(outer_poly,facecolor=(1,edgecolor=(1,linewidth=3))

# cosmetics
ax.set_aspect(1)
plt.axis([-1.5,1.5,-1.5,1.5])
plt.grid()
plt.show()

结果：

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（编辑：李大同）

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