Python绘制三维图像

### 使用 Python 绘制三维图形

#### Matplotlib mplot3d 示例
为了创建一个简单的三维表面图，可以使用 `matplotlib` 的 `mplot3d` 工具包。下面是一个具体的例子来展示如何实现这一点：

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

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(projection='3d')

# 创建数据集
X = np.arange(-5, 5, 0.25)
Y = np.arange(-5, 5, 0.25)
X, Y = np.meshgrid(X, Y)
R = np.sqrt(X**2 + Y**2)
Z = np.sin(R)

surf = ax.plot_surface(X, Y, Z, cmap=plt.cm.coolwarm,
                       linewidth=0, antialiased=False)

plt.show()

这段代码会生成一个带有颜色映射的正弦波形曲面图表[^4]。

#### Mayavi 示例
对于更复杂的可视化需求，比如处理大量数据点或是需要更好的性能时，则可以选择 `mayavi` 库中的 `mlab` 接口来进行绘图操作。这里给出一段利用 `contour3d` 函数绘制等高线图的例子：

from mayavi import mlab
import numpy as np

x, y, z = np.ogrid[-10:10:20j, -10:10:20j, -10:10:20j]
scalars = x * np.exp(-x ** 2 - y ** 2 - z ** 2)

mlab.contour3d(scalars, contours=6, transparent=True)
mlab.show()

此段脚本将会显示六个透明度可调的等值面轮廓图[^3]。

这两种方法都能很好地满足不同场景下的三维绘图需求，在选择具体工具之前可以根据实际应用场景和个人偏好做出决定。