使用python画3D立体爱心

原理

1.使用python中的mtplotlib库。
2.立体爱心面公式
(x2+94y2+z2−1)3−980y2∗z3−x2∗z3=0(x^2+\frac{9}{4}y^2+z^2-1)^3-\frac{9}{80}y^2*z^3-x^2*z^3=0 (x2+49y2+z2−1)3−809y2∗z3−x2∗z3=0

点画法（实心）

代码

import matplotlib.pyplot as plt #导入绘图模块
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D #3d绘图模块
import numpy as np #导入数值计算拓展模块#start generating points
x_lim=np.linspace(-10,10,150)
y_lim=np.linspace(-10,10,150)
z_lim=np.linspace(-10,10,150)
X_points=[] #用来存放绘图点X坐标
Y_points=[] #用来存放绘图点Y坐标
Z_points=[] #用来存放绘图点Z坐标
for x in x_lim:for y in y_lim:for z in z_lim:if (x**2+(9/4)*y**2+z**2-1)**3-(9/80)*y**2*z**3-x**2*z**3<=0:X_points.append(x)Y_points.append(y)Z_points.append(z)plt.style.use('seaborn')
fig=plt.figure()
ax=fig.add_subplot(111,projection='3d')
ax.scatter(X_points,Y_points,Z_points,color="red")
plt.show()

运行效果

这个画法侧面看起来很无语。

点画法（空心）

代码

import matplotlib.pyplot as plt #导入绘图模块
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D #3d绘图模块
import numpy as np #导入数值计算拓展模块#start generating points
x_lim=np.linspace(-10,10,200)
y_lim=np.linspace(-10,10,200)
z_lim=np.linspace(-10,10,200)
X_points=[] #用来存放绘图点X坐标
Y_points=[] #用来存放绘图点Y坐标
Z_tmp=[]
Z_points=[] #用来存放绘图点Z坐标
for y in y_lim:for x in x_lim:for z in z_lim:k=(x**2+(9/4)*y**2+z**2-1)**3-(9/80)*y**2*z**3-x**2*z**3if k<=0 :Z_tmp.append(z)if y<=-0.55 or y>=0.55:X_points.append(x)Y_points.append(y)    Z_points.append(z)if Z_tmp:X_points.append(x)Y_points.append(y)    Z_points.append(max(Z_tmp))X_points.append(x)Y_points.append(y)    Z_points.append(min(Z_tmp))Z_tmp.clear()plt.style.use('seaborn')
fig=plt.figure()
ax=fig.add_subplot(111,projection='3d')
ax.set_zlim(-1, 1)
ax.set_xlim(-1, 1)
ax.set_ylim(-1, 1)
ax.scatter(X_points,Y_points,Z_points)plt.show()

运行效果

折线画法（线团）

代码

import matplotlib.pyplot as plt #导入绘图模块
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D #3d绘图模块
import numpy as np #导入数值计算拓展模块#start generating points
x_lim=np.linspace(-10,10,150)
y_lim=np.linspace(-10,10,150)
z_lim=np.linspace(-10,10,150)
X_points=[] #用来存放绘图点X坐标
Y_points=[] #用来存放绘图点Y坐标
Z_tmp=[]
Z_points=[] #用来存放绘图点Z坐标
for y in y_lim:for x in x_lim:for z in z_lim:k=(x**2+(9/4)*y**2+z**2-1)**3-(9/80)*y**2*z**3-x**2*z**3if k<=0 :Z_tmp.append(z)if y<=-0.55 or y>=0.55:X_points.append(x)Y_points.append(y)    Z_points.append(z)if Z_tmp:X_points.append(x)Y_points.append(y)    Z_points.append(max(Z_tmp))X_points.append(x)Y_points.append(y)    Z_points.append(min(Z_tmp))Z_tmp.clear()plt.style.use('seaborn')
fig=plt.figure()
ax=fig.add_subplot(111,projection='3d')
ax.set_zlim(-1, 1)
ax.set_xlim(-1, 1)
ax.set_ylim(-1, 1)
ax.plot(X_points,Y_points,Z_points)plt.show()

运行效果

等高线画法（线框）

代码

from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
from matplotlib import cm
from matplotlib.ticker import LinearLocator, FormatStrFormatter
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as npdef heart_3d(x, y, z):return (x**2+(9/4)*y**2+z**2-1)**3-x**2*z**3-(9/80)*y**2*z**3def plot_implicit(fn, bbox=(-1.5, 1.5)):xmin, xmax, ymin, ymax, zmin, zmax = bbox*3fig = plt.figure()ax = fig.add_subplot(projection='3d')A = np.linspace(xmin, xmax, 100)  # resolution of the contourB = np.linspace(xmin, xmax, 10)  # number of slicesA1, A2 = np.meshgrid(A, A)  # grid on which the contour is plottedfor z in B:  # plot contours in the XY planeX, Y = A1, A2Z = fn(X, Y, z)cset = ax.contour(X, Y, Z+z, [z], zdir='z', colors=('r',))for y in B:  # plot contours in the XZ planeX, Z = A1, A2Y = fn(X, y, Z)cset = ax.contour(X, Y+y, Z, [y], zdir='y', colors=('red',))for x in B:  # plot contours in the YZ planeY, Z = A1, A2X = fn(x, Y, Z)cset = ax.contour(X+x, Y, Z, [x], zdir='x', colors=('red',))# must set plot limits because the contour will likely extend# way beyond the displayed level. Otherwise matplotlib extends the plot limits# to encompass all values in the contour.ax.set_zlim3d(zmin, zmax)ax.set_xlim3d(xmin, xmax)ax.set_ylim3d(ymin, ymax)plt.show()if __name__ == '__main__':plot_implicit(heart_3d)

运行效果

这么好看所以并不是我自己写的代码。
抄的网上，出处懒得找了（自我保护）。

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使用python画3D立体爱心

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