Python，让地球转起来

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画一个地球
让地球转起来

画一个地球

想画一个转动的地球，那么首先要有一个球，或者说要有一个球面，用参数方程可以表示为

x=rcos⁡ϕcos⁡θy=rcos⁡ϕsin⁡θz=rsin⁡ϕ\begin{aligned} x &= r\cos\phi\cos\theta\\ y &= r\cos\phi\sin\theta\\ z &= r\sin\phi \end{aligned} xyz=rcosϕcosθ=rcosϕsinθ=rsinϕ

然后要有一个地球，或者说要有一个地图，用来作为贴图，映射到球面上。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
path = "earth1.jpg"
img = plt.imread(path)
h, w, c = img.shape
ys, xs = np.indices([h, w])
th = xs/w*np.pi*2
phi = np.pi/2 - ys/h*np.pix = np.cos(phi)*np.cos(th)
y = np.cos(phi)*np.sin(th)
z = np.sin(phi)cs = [tuple(c/255) for c in img.reshape(-1,3)]
ax = plt.subplot(projection='3d')
ax.scatter(x, y, z, marker='.', c=cs)
plt.axis('off')
plt.show()

其中scatter画的是散点图，c=cs为颜色映射参数，所以温馨提示，选取的地球图片不宜过大，否则点太多会让电脑爆掉。

最后得到的效果如下

让地球转起来

三维空间中的旋转矩阵如下表所示，具体讲解可参考这两篇博客：旋转坐标轴

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