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万万没想到！Python 竟能绘制出如此酷炫的三维图
2019-07-18
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Python 竟能绘制出如此酷炫的三维图

作者 | Jay Alammar

译者 | 高级农民工

通常我们用 Python 绘制的都是二维平面图，但有时也需要绘制三维场景图，比如像下面这样的：

Python 竟能绘制出如此酷炫的三维图

这些图怎么做出来呢？今天就来分享下如何一步步绘制出三维矢量（SVG）图。


八面体

我们先以下面这个八面体为例。

Python 竟能绘制出如此酷炫的三维图

1 安装相关包

首先安装两个必备包： 

import pyrr # NumPy 的 3D 函数库
import svgwrite # svg图形处理库

2 定义 3D 图生成环境

接下来定义几个类设置好 3 维图基础环境：

Python 竟能绘制出如此酷炫的三维图

viewport ：矩形图范围

camera：包括视图矩阵和投影矩阵

mesh：svg 矢量图所需的网格表面矩阵、着色器和样式字典

3 生成八面体数据

然后生成八面体每个定点的数据： 

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

接下来利用 pyrr 3维库渲染上面的原始数据，最后生成 svg 矢量图。

Python 竟能绘制出如此酷炫的三维图

5 生成 svg

上面最后一步生成 svg 图形，需要调用下面的 Engine 函数，略微有些复杂：

Python 竟能绘制出如此酷炫的三维图

以上代码全部封装到类中调用，就可以生成八面体图形了。

Python 竟能绘制出如此酷炫的三维图

除了八面体还可以生成很多其他图形。

球体和 Klein 瓶

Python 竟能绘制出如此酷炫的三维图

代码如下：

Python 竟能绘制出如此酷炫的三维图

多面球体

Python 竟能绘制出如此酷炫的三维图

代码如下：

Python 竟能绘制出如此酷炫的三维图

发光的球体

Python 竟能绘制出如此酷炫的三维图

代码实现：

Python 竟能绘制出如此酷炫的三维图

还可以绘制这种曲面体

Python 竟能绘制出如此酷炫的三维图

代码实现如下：

Python 竟能绘制出如此酷炫的三维图


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