Plotly Volume Plot の描き方 まとめ

Plotly Volume Plot の描き方まとめ

plotly使い方

2022.02.10

　この記事では、Plotlyで描ける3次元プロットの1つとして、「Volume Plot」の描き方をまとめていきます！
　 Volume Plot って何？という人へ簡単に説明も行っていきます！！
また、このVolume Plotは以前まとめた Isosurface(等平面) Plot と似ている部分が多いので、そちらも併せて読んでみてください！

Volume Plot の描き方
1. Volume Plot とは？
2. Volume plot の基本
Volume plot 応用編
おわりに

Volume Plot の描き方

Volume Plot とは？

　Volume Plot とはボリュームレンダリングのための部分的に透明な等値面 (Isosurface)を可視化する 3次元グラフです
　使い方は go.Isosurface とほぼ同じで go.Volume と変えるだけで Volume Plotに変えることができます！
違いとしては

Isosurface plot : すべての面を同じと不透明度で表す
Volume plot : opacityscale を調整することで奥行き効果が得られより良い「ボリュームレンダリング」が可能に！

ボリュームレンダリングとは？

　3次元空間に分布したデータ(スカラ量やベクトル量など)を直接画像化する方法の総称

(機械工学事典より https://www.jsme.or.jp/jsme-medwiki/01:1012276 )

実際に描いてみると、下のような図になります！

Volume plot の基本

　上で図示した Volume plot については、次のコードで描くことができますが、このコードについての解説を行っていきます！

import plotly.graph_objects as go

fig= go.Figure()
fig.add_trace(go.Volume(
    x=[0,0,0,0,1,1,1,1],
    y=[1,0,1,0,1,0,1,0],
    z=[1,1,0,0,1,1,0,0],
    value=[1,2,3,4,5,6,7,8],
    isomin=2,
    isomax=8,
))

fig.show()

設定する必要のある要素

x, y, z 座標 : 各点の座標
value : 各点の値
isomin, isomax : 表示する下限値・上限値

　基本的に Volume plot を描くのに必要な要素はこの3つです。実際に上の例をもとに紹介していくと、
1. 各点の座標：(x,y,z) = (0,1,1), (0,0,1), (0,1,0), (0,0,0), (1,1,1), (1,0,1), (1,1,0), (1,0,0) を定義
2. 各点の値(value)の設定 : これは、上の座標で定義した点のそれぞれに、1,2,3,4,5,6,7,8
3. isomin, isomax : 表示する下限値・上限値
　　今回は、isomin = 2 なので、 value=1の (0,1,1)の座標を抜いた図形が図示される。