2017-02-18 116 views
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我在3D立方体内有一组点。我想根据观察者的位置在2D中获得这些点的视觉投影。到目前为止,我一直试图在3D中绘制我的点,并设置高程和方位角,以便我可以在一侧观察立方体。在Matplotlib中设置查看位置3d散点图

这是一个简单的例子,但我需要能够概括我的代码观察者的任何(X,Y,Z)的位置。这是我迄今为止所尝试的:

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

coord = np.random.uniform(2.,4., (10000,3)) # cube points 

los = np.array([10.,3.,3]) #observer position (looking at side of cube) 

center = np.array([3.,3.,3.]) #cube center 

def elev(los, target): 
    diff = target - los 
    cosel = np.sum(los*diff)/np.sqrt(np.sum(los**2.) * np.sum(diff**2.)) 
    el = np.degrees(np.arccos(cosel)) 
    return el 

def azi(los, target): 
    diff = target - los 
    cosazi = (-los[2]*los[0]*diff[0] - los[2]*los[1]*diff[1] + \\ 
(los[0]**2.+los[1]**2)*diff[2])/np.sqrt((los[0]**2.+los[1]**2.)* \\ 
(los[0]**2.+los[1]**2.+los[2]**2)*(diff[0]**2.+diff[1]**2.+diff[2]**2)) 
    sinazi = (-los[2]*diff[0] + los[0]*diff[1])/\\ 
np.sqrt((los[0]**2.+los[1]**2.)*(diff[0]**2.+diff[1]**2.+diff[2]**2.)) 
    tanazi = sinazi/cosazi 
    azi = np.degrees(np.arctan(tanazi)) 
    return azi 

fig = plt.figure() 
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d') 
ax.scatter(coord[:,0], coord[:,1], coord[:,2], edgecolor = "none", alpha = 0.3) 

ax.view_init(elev=elev(los, center), azim=azi(los,center)) 
plt.show() 

我应该看到一个完美的广场,但我的观点是一个角度。出了什么问题?

我已经借了仰角和方位角公式从这里:https://gis.stackexchange.com/questions/58923/calculate-view-angle

回答

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的问题是,高程,在matplotlib方位相对于轴原点,而不是绘制的对象的中心。然后有必要将对象的坐标转换为原点并转换相对于对象的视角。

然后方位角和仰角是很容易由观察者位置转换成球极坐标https://en.wikipedia.org/wiki/Spherical_coordinate_system得到

注:海拔theta是从参考平面,所以THETA =反正弦(Z/R)(而不是测量的arccos)。方位角将需要根据观察者在哪个象限进行校正。