Matplotlib 中的骨骼连接：分步指南

python

2024-03-04 11:35:58

如何解决 Matplotlib 中的骨骼连接问题

在使用 Matplotlib 绘制骨骼模型时，连接骨骼并使其对齐可以是一项具有挑战性的任务。我曾遇到过将股骨与胫骨连接的问题，起初很难找到正确的角度，更不用说应用它们了。但是，经过一番探索和试验，我发现了一种方法来有效地解决这个问题。

旋转矢量

要连接骨骼，我们需要旋转它们以使其对齐。Matplotlib 提供了 rotate_vector() 函数来执行此操作。此函数需要三个参数：

要旋转的矢量
旋转轴（X、Y 或 Z）
旋转角度（以弧度为单位）

我们可以使用此函数计算骨骼末端的坐标，然后使用 plot() 函数绘制它们。

计算线段坐标

为了计算线段的坐标，我们可以使用 calculate_line() 函数。此函数需要三个参数：

线段长度
线段角度（以度为单位）
平面（XY、XZ 或 YZ）

该函数返回一个包含线段端点坐标的列表。

计算端点并绘制

一旦我们计算了线段末端的坐标，我们就可以使用 calculate_endpoint_and_plot() 函数来将其绘制在图上。此函数需要五个参数：

线段起点 X 坐标
线段起点 Y 坐标
线段起点 Z 坐标
线段长度
线段角度
平面

该函数返回线段端点的坐标，然后使用 plot() 函数将其绘制在图上。

更新绘图

为了使绘图保持最新状态，我们需要更新它。我使用 update() 函数来执行此操作。此函数更新绘图中的数据并重新绘制它。

代码示例

以下是解决 Matplotlib 中骨骼连接问题的示例代码：

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

# 定义股骨和胫骨的长度
femur = 80
tibia = 140

# 定义旋转角度
dega27 = [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]

# 创建图
fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')

# 设置绘图边界
ax.set_xlim(-100, 100)
ax.set_ylim(-100, 100)
ax.set_zlim(0, 200)

# 创建滑块
rh_slider = Slider(ax=fig.add_axes([0.2, 0.05, 0.6, 0.03]), label='rh', valmin=0, valmax=200, valinit=0)
fy_slider = Slider(ax=fig.add_axes([0.2, 0.02, 0.6, 0.03]), label='fy', valmin=-100, valmax=100, valinit=0)
fx_slider = Slider(ax=fig.add_axes([0.2, 0.01, 0.6, 0.03]), label='fx', valmin=-100, valmax=100, valinit=0)

# 添加事件监听器
rh_slider.on_changed(update)
fy_slider.on_changed(update)
fx_slider.on_changed(update)

# 显示绘图
plt.show()