Visualizando um campo escalar 2D

As bibliotecas matplotlib e numpy nos fornecem algumas funções uteis para a visualização de um campo escalar em 2D. Nesse tutorial vamos aprender como visualizar um campo escalar 2D de um jeito muito simples.

Como visualizar um campo escalar 2D com o Matplotlib

Para visualizar um campo escalar 2D vamos utilizar a função meshgrid, da biblioteca numpy, e a pcolormesh, da biblioteca matplotlib. A função meshgrid retorna matrizes com vetores de coordenadas. E a função pcolormesh, é chamada para mostrar a função. Veja um exemplo abaixo usando as duas funções:

Exemplo

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.cm as cm

x = np.linspace(-3, 3, 51)
y = np.linspace(-2, 2, 41)
X, Y = np.meshgrid(x, y)

Z = (1 - X/2 + X**5 + Y**3) * np.exp(-X**2 - Y**2)

plt.pcolormesh(X, Y, Z, cmap = cm.viridis)
plt.colorbar()

plt.show()

Executando o código acima o seu gráfico deve estar igual a este:

Nesse exemplo fica claro como uma boa escolha de cores pode ajudar na analise de dados. Na imagem os valores negativos aparecem com uma tonalidade mais para o azul e os valores positivos mais para o amarelo.

Como funciona...

A função meshgrid recebe duas coordenadas x e y, e retorna dois grids com as coordenadas de x e y. E a função pcolormesh recebe as variáveis x, y e z, assim obtemos as coordenadas corretas. A função pcolormesh é chamada para renderizar o gráfico com as coordenadas recebidas, o mesmo resultado pode ser alcançado utilizando a função imshow.

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