Matplotlib "патч", как функция

Question

Я пытаюсь построить двухмерную конечно-элементную сетку, используя MATPLOTLIB. У меня есть некоторые проблемы с использованием MAYAVI, поэтому это не вариант.

Я хотел бы знать, имеет ли MATPLOTLIB какую-либо функцию, например «PATCH» в Matlab, которая работает следующим образом:

x = [0.0, 0.5, 1.0, 1.0, 1.0, 0.5, 0.0, 0.0];
y = [0.0, 0.0, 0.0, 0.5, 1.0, 1.0, 1.0, 0.5];
v = [0.0, 0.0, 0.0, 0.5, 1.0, 1.0, 1.0, 0.5];
patch(x, y, v)

И выдает график, показанный ниже. Короче говоря, мне нужна простая функция построения патчей, а это значит, что я не хочу использовать для этого какую-либо специальную библиотеку. (Если кто-то спросит, зачем мне это нужно: я преподаю студентам старших курсов и использую Python3.6 для кодирования.)

Answer 1

Имея всего 8 точек для интерполяции, результирующий график не является четко определенным. То есть plt.scatter(x,y,c=v) будет выглядеть как

Использование tricontourf графика типа

plt.tricontourf(x,y,v)

будет выглядеть как

и, конечно, вы можете выбрать столько уровней, сколько захотите, например, 100

plt.tricontourf(x,y,v,100)

Хотя это выглядит как рассматриваемый сюжет, я не думаю, что он хорошо подходит для образовательных целей, где вы бы лучше научили людей проблеме интерполяции и различным методам ее выполнения.

В этом смысле хранение данных и построение графиков, вероятно, является лучшим выбором. Поэтому я предпочел бы сначала выполнить интерполяцию, а затем отобразить результат. Возможно, пример Contour нерегулярно расположенных данных является хорошей отправной точкой. И пример для случая здесь может выглядеть как

x = [0.0, 0.5, 1.0, 1.0, 1.0, 0.5, 0.0, 0.0];
y = [0.0, 0.0, 0.0, 0.5, 1.0, 1.0, 1.0, 0.5];
v = [0.0, 0.0, 0.0, 0.5, 1.0, 1.0, 1.0, 0.5];

import numpy as np
from scipy.interpolate import griddata
import matplotlib.pyplot as plt

xi = np.linspace(min(x), max(x), 100)
yi = np.linspace(min(y), max(y), 100)

zi = griddata((x, y), v, (xi[None,:], yi[:,None]), method='linear')

plt.pcolormesh(xi,yi,zi)

plt.show()

При этом используется график pcolormesh, который легче понять для отображения данных на регулярной сетке, поскольку он не выполняет никакой интерполяции.