スプラインの作成

XYZ頂点の数の多い配列からスプライン/ポリラインを作成します

import numpy as np

# sphinx_gallery_thumbnail_number = 2
import pyvista as pv

プロットするデータセットを作成する

def make_points():
    """Helper to make XYZ points"""
    theta = np.linspace(-4 * np.pi, 4 * np.pi, 100)
    z = np.linspace(-2, 2, 100)
    r = z**2 + 1
    x = r * np.sin(theta)
    y = r * np.cos(theta)
    return np.column_stack((x, y, z))

points = make_points()
points[0:5, :]

出力:

array([[ 2.44929360e-15,  5.00000000e+00, -2.00000000e+00],
       [ 1.21556036e+00,  4.68488752e+00, -1.95959596e+00],
       [ 2.27700402e+00,  4.09249671e+00, -1.91919192e+00],
       [ 3.12595020e+00,  3.27840221e+00, -1.87878788e+00],
       [ 3.72150434e+00,  2.30906573e+00, -1.83838384e+00]])

ここで, pyvista.PolyData メッシュ上にラインセルを作成できる関数を作成しましょう.

def lines_from_points(points):
    """Given an array of points, make a line set"""
    poly = pv.PolyData()
    poly.points = points
    cells = np.full((len(points)-1, 3), 2, dtype=np.int_)
    cells[:, 1] = np.arange(0, len(points)-1, dtype=np.int_)
    cells[:, 2] = np.arange(1, len(points), dtype=np.int_)
    poly.lines = cells
    return poly


line = lines_from_points(points)
line
PolyDataInformation
N Cells99
N Points100
X Bounds-4.084e+00, 4.084e+00
Y Bounds-3.281e+00, 5.000e+00
Z Bounds-2.000e+00, 2.000e+00
N Arrays0


line["scalars"] = np.arange(line.n_points)
tube = line.tube(radius=0.1)
tube.plot(smooth_shading=True)
create spline

そのチューブは,各線分セグメントに鋭いエッジを持っています.これは,すべての点に対して単一のポリラインセルを作成することで緩和できます.

def polyline_from_points(points):
    poly = pv.PolyData()
    poly.points = points
    the_cell = np.arange(0, len(points), dtype=np.int_)
    the_cell = np.insert(the_cell, 0, len(points))
    poly.lines = the_cell
    return poly

polyline = polyline_from_points(points)
polyline["scalars"] = np.arange(polyline.n_points)
tube = polyline.tube(radius=0.1)
tube.plot(smooth_shading=True)
create spline

これらの点をパラメトリックスプライン上に補間することもできます.

# Create spline with 1000 interpolation points
spline = pv.Spline(points, 1000)

スプラインをチューブとしてプロットします

# add scalars to spline and plot it
spline["scalars"] = np.arange(spline.n_points)
tube = spline.tube(radius=0.1)
tube.plot(smooth_shading=True)
create spline

スプラインは,プレーンラインとしてプロットすることもできます.

# generate same spline with 400 interpolation points
spline = pv.Spline(points, 400)

# plot without scalars
spline.plot(line_width=4, color="k")
create spline

リボン

上記の例の線のAyyを使用してリボンを作成できます. pyvista.PolyDataFilters.ribbon() フィルタを見てください.

ribbon = spline.compute_arc_length().ribbon(width=0.75, scalars='arc_length')
ribbon.plot(color=True)
create spline

スクリプトの合計実行時間: ( 0 分 2.097 秒)

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