使用python繪制3d的圖形

機(jī)器學(xué)習(xí)里面通常需要尋找代價函數(shù)的最小值,所有如果可以把圖形繪制出來,對于初學(xué)者分析起來就會簡明很多。

下面取一個例子,繪制z=x2+y2,(x,y的取值范圍是 [-5,5] )

實現(xiàn)的代碼:

import matplotlib.pyplot as plt 
import numpy as np 
import pandas as pd 
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D

#創(chuàng)建一個Axes3d對象
fig=plt.figure()
ax=Axes3D(fig)

#x,y的取值返回是從-5到+5,每隔0.25取一個點
x=np.arange(-5,5,0.25)
y=np.arange(-5,5,0.25)

#[X,Y] = meshgrid(x,y) 將向量x和y定義的區(qū)域轉(zhuǎn)換成矩陣X和Y,
#這兩個矩陣可以用來表示mesh和surf的三維空間點以及兩個變量的賦值。
#其中矩陣X的行向量是向量x的簡單復(fù)制,而矩陣Y的列向量是向量y的簡單復(fù)制。
x,y=np.meshgrid(x,y)
#r=np.sqrt(x**2+y**2)
#z=np.sin(r)
z=x**2+y**2

#plot_surface 是繪制一個平面 ax.scatter 是繪制點
surf=ax.plot_surface(x,y,z)

plt.show()

繪制的結(jié)果:

2017-05-28 18-37-21屏幕截圖.png

補充

1. 對于x,y=np.meshgrid(x,y) 函數(shù)作用的分析:

例如, 要在“3<=x<=5,6<=y<=9,z不限制區(qū)間” 這個區(qū)域內(nèi)繪制一個3D圖形,如果只需要整數(shù)坐標(biāo)為采樣點的話。我們可能需要下面這樣一個坐標(biāo)構(gòu)成的矩陣:
(3,9),(4,9),(5,9);
(3,8),(4,8),(5,8);
(3,7),(4,7),(5,7);
(3,6),(4,6),(5,6);

我們可以這樣描述這個坐標(biāo)矩陣:
把各個點的x坐標(biāo)獨立出來,得:
3,4,5;
3,4,5;
3,4,5;
3,4,5;
再把各個點的y坐標(biāo)也獨立出來:
9,9,9;
8,8,8;
7,7,7;
6,6,6;
這樣對應(yīng)的x、y結(jié)合,便表示了上面的坐標(biāo)矩陣。meshgrid就是產(chǎn)生這樣兩個矩陣,來簡化我們的操作。然后根據(jù)(x, y)計算獲得z,并繪制出三維圖形。

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