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适用于 Python 的科学 3D 可视化库

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这里介绍用于三维科学可视化的四个开源库,包括可以从 Python 使用的独立应用程序或可编写脚本的工具。

前言



   

大型 3D 数据集的科学可视化是一项复杂的任务,为此,专门的软件库已经开发了相当长的一段时间。与 CAD 或 CAE 的其他领域不同,3D 可视化软件大多是开源的。





python开源库简介

As shown below👇


四个开源库简介

Paraview(Python 和standalone)

ParaView 是一个开源、多平台的科学数据分析和 可视化工具,可实现对超大型的分析和可视化 数据。ParaView 既是一个通用的最终用户应用程序,又具有 分布式架构,可由您的桌面或其他设备无缝利用 远程并行计算资源和具有 用于各种应用程序(包括脚本编写)的工具和库的集 合 (使用 Python)、Web 可视化(通过 trame 和 ParaViewWeb)或原位分析(使用 Catalyst)。

ParaView 利用并行数据处理和渲染来实现交互式超大型数据集的可视化。它还包括对大型的支持显示,包括平铺显示和具有头部跟踪功能的沉浸式 3D 显示和wand控制功能。

ParaView 还支持使用 Python 编写脚本和批处理。用包含的 Python 模块,您可以编写几乎可以执行所有交互式应用程序公开的功能等等。



VisIt(Python 和standalone)

劳伦斯利弗莫尔国家实验室 (LLNL) 开发的 VisIt 软件套件于 2002 年首次发布,提供了一套强大的可视化功能,包括并行处理、对多种科学数据格式的支持和 Python 脚本。

与 Paraview 一样,VisIt 也利用 VTK 作为基本构建块,以及 Python 脚本。与此同时,在并行化到极大规模方面做出了具体努力,纳入了对非标准数据模型的支持。特别是,VisIt 的一个突出点是它支持非常多的输入文件格式。



PyVista(Python)

同样基于 VTK 的 PyVista 库为 3D 数据和 modales 提供可视化例程,旨在实现易用性和在科学和工程领域的广泛适用性。

它的主要目的是成为 VTK 上的抽象层,为“Pythonically”公开的 VTK 提供便利和功能。特别是,它支持VTK的大部分甚至全部功能,包括并行文件,这些文件是可视化超大型数据集所必需的。

PyVista 开发人员还支持各种相关工具,包括用于修复 PyVista 表面网格中的孔的 PyMeshFix、[Python 的 TetGen 包装器](https://github.com/pyvista/tetgen)和 PyACVD(表面网格重采样算法 ACVD 的 Python 实现)。


Mayavi(Python)

MayaVi 也基于 VTK,是一个用于 3D 可视化的 Python 库。它专注于直接从 Python 创建可视化场景,提供与 Python 生态系统中其他科学库的简单无缝集成。

缺点之一是对于非常大的数据集,它可能会很慢,特别是它不支持并行文件格式。





End



   

本文中所有库都提供允许商业用途的宽松许可证。重要的是,可以依赖两种工具。

一,有大型独立应用程序,如Paraview或VisIt,它们非常强大,但可能有一个步骤学习曲线。使用这些工具,可以完成的任务几乎没有限制,包括使用复杂算法对极其庞大的数据集进行可视化。虽然这些工具提供对脚本的支持,但最常见的工作流程是使用它们打开文件进行后处理。

二,有一些较小的软件项目与 Python 或 Julia 等编程语言更紧密地联系在一起,它们专注于在语言内部轻松无缝地使用。因此,这些工具可能更易于使用,但对可以管理的数据集的大小有更多的限制,内置算法和支持的数据格式较少。




来源:灵境地平线
通用UGpython控制Maya渲染ParaView
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-08-07
最近编辑:3月前
周末--电磁仿真
博士 微波电磁波
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ouplingSuppressionBetweenTwoCloselyPlacedPatchAntennasUsingHigher-OrderModes,"inIEEETransactionsonAntennasandPropagation,vol.71,no.6,pp.4686-4694,June2023,doi:10.1109/TAP.2023.3264874.[21]L.-L.Yang,X.-F.Wang,Y.-H.Ke,W.-W.YangandJ.-X.Chen,"DielectricPatchAntennaSelf-DecouplingbyProperStructuralParameters,"inIEEEAntennasandWirelessPropagationLetters,vol.21,no.7,pp.1447-1451,July2022,doi:10.1109/LAWP.2022.3171198.[22]M.Li,S.Tian,M.-C.TangandL.Zhu,"ACompactLow-ProfileHybrid-ModePatchAntennaWithIntrinsicallyCombinedSelf-DecouplingandFilteringProperties,"inIEEETransactionsonAntennasandPropagation,vol.70,no.2,pp.1511-1516,Feb.2022,doi:10.1109/TAP.2021.3111638.[23]L.Sun,Y.Li,Z.ZhangandH.Wang,"AntennaDecouplingbyCommonandDifferentialModesCancellation,"inIEEETransactionsonAntennasandPropagation,vol.69,no.2,pp.672-682,Feb.2021,doi:10.1109/TAP.2020.3009427.[24]L.Sun,Y.LiandZ.Zhang,"DecouplingBetweenExtremelyCloselySpacedPatchAntennasbyModeCancellationMethod,"inIEEETransactionsonAntennasandPropagation,vol.69,no.6,pp.3074-3083,June2021,doi:10.1109/TAP.2020.3030922.End几十年来,紧密排列的天线阵列中的互耦减少一直是研究的热点。随着对高增益天线需求的增加,阵列天线是大多数无线通信系统不可替代的解决方案。阵列天线通常是通过将天线放置在半波长的距离来构建的。为了使天线阵列小型化,有必要减小辐射器之间的间距。这增加了天线元件之间的耦合,导致阻抗和辐射性能差。这种性能的降低归因于表面波从一个天线元件传播到另一个天线单元,从而改变了电流分布。电流分布的改变降低了天线辐射效率。因此,在减小天线间距的情况下封装更多数量的天线总是引起研究兴趣。尽管这是几十年来的研究兴趣,但天线研究人员仍在寻找更优的解决方案,以提高封装密度,同时增强天线元件之间的隔离。来源:灵境地平线

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