Plotly 3D streamtube plot の 描き方 まとめ

Plotly 3D streamtube plot の描き方まとめ

plotly使い方

2021.11.25

　この記事では、Plotlyで描ける3次元プロットの1つとして、「Streamtube Plot」の描き方をまとめていきます！
　 Streamtube Plot って何？という人へ簡単に説明も行っていきます！！

Streamtube Plot とは？
1. 実際に描いてみよう！
(応用編) より複雑なstreamtube plot

Streamtube Plot とは？

　ベクトル場の流れ(stream)を可視化するための plot です。
設定する要素としては、6 つ。

座標を表す x, y, z
ベクトル成分 u, v, w

　この計 6つの同じ長さの配列を用いて描いていきます！
実際に描いてみると、下のような図になります！

　この streamtube の開始位置は、ベクトル場の x-z平面からその最小となる y値が切り取られる形で設定されます！
独自に指定することもできますが、その際は starts.x というようにstartsで設定する必要があります！

　そのほかの設定としては、色・チューブの半径の設定についてです。

色 : (u, v, w) のノルムにより設定
チューブの半径 : (u, v, w) のダイバージェンスにより設定

実際に描いてみよう！

　上の図では、このようなコードで描いた streamtube plot を載せていました！
ここでは、値を少し変えながら streamtube plot をまとめていきます！

import plotly.graph_objects as go

fig = go.Figure()
fig.add_trace(go.Streamtube(x=[0, 0, 0], y=[0, 1, 2], z=[0, 0, 0],
                            u=[0, 0, 0], v=[1, 1, 1], w=[0, 0, 0]))
fig.show()

ベクトルv を変更 (チューブの半径を変更)

import plotly.graph_objects as go

fig = go.Figure()
fig.add_trace(go.Streamtube(x=[0, 0, 0], y=[0, 1, 2], z=[0, 0, 0],
                            u=[0, 0, 0], v=[1, 2, 1], w=[0, 0, 0]))
fig.show()

チューブの軸を回転

import plotly.graph_objects as go

fig = go.Figure()
fig.add_trace(go.Streamtube(x=[0, 1, 5], y=[0, 0, 0], z=[0, 0, 0],
                            u=[1, 1, 1], v=[0, 1, 0], w=[0, 0, 0]))

fig.show()

チューブの長さ変更 + 90度回転

import plotly.graph_objects as go

fig = go.Figure()
fig.add_trace(go.Streamtube(x=[0, 1, 5], y=[0, 0, 0], z=[0, 0, 0],
                            u=[1, 1, 1], v=[0, 0, 0], w=[0, 0, 0]))
fig.show()