首頁 > 軟體

Python利用PyVista進行mesh的色彩對映的實現

2021-04-02 13:01:39

最近專案中需要對mesh做一個色彩對映,無意間發現vtk的封裝庫pyvista相當好用,就試了試,在此做一個總結。

PyVista簡介

PyVista是什麼

PyVista 是一個:

  • VTK for humans」, 視覺化工具包(VTK)的高階API
  • 空間資料的網格資料結構與濾波方法
  • 使3D繪圖更加簡單,可用於大型/複雜資料的影象化

PyVista(以前的vtki)是視覺化工具包(VTK)的一個助手模組,它採用了一種不同的方法,通過NumPy和直接陣列存取與VTK進行介面。這個包提供了一個python化的、檔案化良好的介面,展示了VTK強大的視覺化後端,以方便對空間參照的資料集進行快速原型化、分析和視覺化整合。

該模組可用於簡報和研究論文的科學繪圖,以及其他依賴網格的Python模組的支援模組。

參考:https://docs.pyvista.org/index.html

github

官方教學

pyvista和其他3D視覺化工具比較

參考:https://github.com/pyvista/pyvista/issues/146

pyvista使用

安裝

pip install pyvista -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

I/O讀取及視覺化

mesh型別

pyvista支援讀取大多數常見的mesh檔案型別,比如PLY,VTK,STL ,OBJ ,BYU 等,一些不常見的mesh檔案型別,比如FEniCS/Dolfin_ XML format

(很遺憾,pyvista不支援點雲PCD格式,不過可以通過pcdpy、pclpy、python-pcl等庫來讀取pcd檔案)

import pyvista as pv
# 讀取
mesh = pv.read('pointCloudData/data.vtk')
# 顯示
mesh.plot()
# 其他類似
mesh = pv.read('pointCloudData/data.ply')
……

圖片型別

支援讀取圖片型別資料JPEG, TIFF, PNG等

# 讀取
image = pv.read('my_image.jpg')
# 顯示
image.plot(rgb=True, cpos="xy")

# 其餘圖片型別類似
……

mesh彩色對映

專案中需要用到根據高度來對mesh進行彩色對映,在pyvista中大概有四種方法

自定義

程式碼

import pyvista as pv
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.colors import ListedColormap
import numpy as np

def mesh_cmp_custom(mesh, name):
 """
 自定義色彩對映
 :param mesh: 輸入mesh
 :param name: 比較資料的名字
 :return:
 """
 pts = mesh.points
 mesh[name] = pts[:, 1]
 # Define the colors we want to use
 blue = np.array([12 / 256, 238 / 256, 246 / 256, 1])
 black = np.array([11 / 256, 11 / 256, 11 / 256, 1])
 grey = np.array([189 / 256, 189 / 256, 189 / 256, 1])
 yellow = np.array([255 / 256, 247 / 256, 0 / 256, 1])
 red = np.array([1, 0, 0, 1])

 c_min = mesh[name].min()
 c_max = mesh[name].max()
 c_scale = c_max - c_min

 mapping = np.linspace(c_min, c_max, 256)
 newcolors = np.empty((256, 4))
 newcolors[mapping >= (c_scale * 0.8 + c_min)] = red
 newcolors[mapping < (c_scale * 0.8 + c_min)] = grey
 newcolors[mapping < (c_scale * 0.55 + c_min)] = yellow
 newcolors[mapping < (c_scale * 0.3 + c_min)] = blue
 newcolors[mapping < (c_scale * 0.1 + c_min)] = black

 # Make the colormap from the listed colors
 my_colormap = ListedColormap(newcolors)
 mesh.plot(scalars=name, cmap=my_colormap)

if __name__ == '__main__':
 mesh = pv.read('pointCloudData/1.ply')
 mesh_cmp_custom(mesh, 'y_height')

效果:

使用pyvista自帶的cmp

函數mesh.plot(scalars=name, cmap='viridis_r')

其中cmap支援的樣式:

‘Accent', ‘Accent_r', ‘Blues', ‘Blues_r', ‘BrBG', ‘BrBG_r', ‘BuGn', ‘BuGn_r', ‘BuPu', ‘BuPu_r', ‘CMRmap', ‘CMRmap_r', ‘Dark2', ‘Dark2_r', ‘GnBu', ‘GnBu_r', ‘Greens', ‘Greens_r', ‘Greys', ‘Greys_r', ‘OrRd', ‘OrRd_r', ‘Oranges', ‘Oranges_r', ‘PRGn', ‘PRGn_r', ‘Paired', ‘Paired_r', ‘Pastel1', ‘Pastel1_r', ‘Pastel2', ‘Pastel2_r', ‘PiYG', ‘PiYG_r', ‘PuBu', ‘PuBuGn', ‘PuBuGn_r', ‘PuBu_r', ‘PuOr', ‘PuOr_r', ‘PuRd', ‘PuRd_r', ‘Purples', ‘Purples_r', ‘RdBu', ‘RdBu_r', ‘RdGy', ‘RdGy_r', ‘RdPu', ‘RdPu_r', ‘RdYlBu', ‘RdYlBu_r', ‘RdYlGn', ‘RdYlGn_r', ‘Reds', ‘Reds_r', ‘Set1', ‘Set1_r', ‘Set2', ‘Set2_r', ‘Set3', ‘Set3_r', ‘Spectral', ‘Spectral_r', ‘Wistia', ‘Wistia_r', ‘YlGn', ‘YlGnBu', ‘YlGnBu_r', ‘YlGn_r', ‘YlOrBr', ‘YlOrBr_r', ‘YlOrRd', ‘YlOrRd_r', ‘afmhot', ‘afmhot_r', ‘autumn', ‘autumn_r', ‘binary', ‘binary_r', ‘bone', ‘bone_r', ‘brg', ‘brg_r', ‘bwr', ‘bwr_r', ‘cividis', ‘cividis_r', ‘cool', ‘cool_r', ‘coolwarm', ‘coolwarm_r', ‘copper', ‘copper_r', ‘cubehelix', ‘cubehelix_r', ‘flag', ‘flag_r', ‘gist_earth', ‘gist_earth_r', ‘gist_gray', ‘gist_gray_r', ‘gist_heat', ‘gist_heat_r', ‘gist_ncar', ‘gist_ncar_r', ‘gist_rainbow', ‘gist_rainbow_r', ‘gist_stern', ‘gist_stern_r', ‘gist_yarg', ‘gist_yarg_r', ‘gnuplot', ‘gnuplot2', ‘gnuplot2_r', ‘gnuplot_r', ‘gray', ‘gray_r', ‘hot', ‘hot_r', ‘hsv', ‘hsv_r', ‘inferno', ‘inferno_r', ‘jet', ‘jet_r', ‘magma', ‘magma_r', ‘nipy_spectral', ‘nipy_spectral_r', ‘ocean', ‘ocean_r', ‘pink', ‘pink_r', ‘plasma', ‘plasma_r', ‘prism', ‘prism_r', ‘rainbow', ‘rainbow_r', ‘seismic', ‘seismic_r', ‘spring', ‘spring_r', ‘summer', ‘summer_r', ‘tab10', ‘tab10_r', ‘tab20', ‘tab20_r', ‘tab20b', ‘tab20b_r', ‘tab20c', ‘tab20c_r', ‘terrain', ‘terrain_r', ‘turbo', ‘turbo_r', ‘twilight', ‘twilight_r', ‘twilight_shifted', ‘twilight_shifted_r', ‘viridis', ‘viridis_r', ‘winter', ‘winter_r'

程式碼

import pyvista as pv
def mesh_cmp(mesh, name):
 """
  使用進行plot自帶的色彩對映
  :param mesh: 輸入mesh
  :param name: 比較資料的名字
  :return:
 """
 pts = mesh.points
 mesh[name] = pts[:, 1]
 mesh.plot(scalars=name, cmap='viridis_r')
 
if __name__ == '__main__':
 mesh = pv.read('vtkData/airplane.ply')
 mesh_cmp(mesh, 'y_height')

效果

使用Matplotlib的cmp

程式碼

import pyvista as pv
import matplotlib.pyplot as plt

def mesh_cmp_mpl(mesh, name):
 """
  使用Matplotlib進行色彩對映
  :param mesh: 輸入mesh
  :param name: 比較資料的名字
  :return:
  """
 pts = mesh.points
 mesh[name] = pts[:, 1]
 mlp_cmap = plt.cm.get_cmap("viridis", 25)
 mesh.plot(scalars=name, cmap=mlp_cmap)
 
if __name__ == '__main__':
 mesh = pv.read('vtkData/airplane.ply')
 mesh_cmp_mpl(mesh, 'y_height')

效果

使用colorcet的cmp

需要先安裝colorcet:

pip install colorcet

使用方法和上面幾種方法類似,若想使用colorcet的colormaps中的hot:

mesh.plot(scalars=name, cmap=「hot」)

程式碼

def mesh_cmp_colorcet(mesh, name):
 """
  使用進行colorcet進行色彩對映
  :param mesh: 輸入mesh
  :param name: 比較資料的名字
  :return:
 """
 pts = mesh.points
 mesh[name] = pts[:, 1]
 mesh.plot(scalars=name, cmap=colorcet.fire)
 
if __name__ == '__main__':
 mesh = pv.read('vtkData/airplane.ply')
 mesh_cmp_colorcet(mesh, 'y_height')

效果:

總結

pyvista相當強大,而且比直接用vtk更加方便(程式碼量肉眼可見的降低!)

到此這篇關於Python利用PyVista進行mesh的色彩對映的實現的文章就介紹到這了,更多相關PyVista mesh色彩對映內容請搜尋it145.com以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以後多多支援it145.com!


IT145.com E-mail:sddin#qq.com