Projektionstypen für 3D-Diagramme

Demonstriert die verschiedenen Kameraprojektionen für 3D-Plots und die Auswirkungen der Änderung der Brennweite für eine perspektivische Projektion. Beachten Sie, dass Matplotlib den „Zoom“-Effekt beim Ändern der Brennweite korrigiert.

Die Standardbrennweite von 1 entspricht einem Sichtfeld (FOV) von 90 Grad. Eine erhöhte Brennweite zwischen 1 und unendlich „flacht“ das Bild ab, während eine verringerte Brennweite zwischen 1 und 0 die Perspektive übertreibt und dem Bild mehr scheinbare Tiefe verleiht. Im Grenzfall entspricht eine Brennweite von unendlich einer orthografischen Projektion nach Korrektur des Zoomeffekts.

Sie können die Brennweite aus einem FOV über die folgende Gleichung berechnen:

\[1 / \tan (\mathrm{FOV} / 2)\]

Oder umgekehrt:

\[\mathrm{FOV} = 2 \arctan (1 / \mathrm{focal length})\]

from mpl_toolkits.mplot3d import axes3d
import matplotlib.pyplot as plt


fig, axs = plt.subplots(1, 3, subplot_kw={'projection': '3d'})

# Get the test data
X, Y, Z = axes3d.get_test_data(0.05)

# Plot the data
for ax in axs:
    ax.plot_wireframe(X, Y, Z, rstride=10, cstride=10)

# Set the orthographic projection.
axs[0].set_proj_type('ortho')  # FOV = 0 deg
axs[0].set_title("'ortho'\nfocal_length = ∞", fontsize=10)

# Set the perspective projections
axs[1].set_proj_type('persp')  # FOV = 90 deg
axs[1].set_title("'persp'\nfocal_length = 1 (default)", fontsize=10)

axs[2].set_proj_type('persp', focal_length=0.2)  # FOV = 157.4 deg
axs[2].set_title("'persp'\nfocal_length = 0.2", fontsize=10)

plt.show()