使用matplotlib简化三角测量

Question

我在matplotlib中创建了一个三角测量对象（P矩阵中包含点坐标，T矩阵包含三角形节点，描述矩形减去一个洞）并计算了一些名为的标量字段在这个三角剖分的节点处的phi （使用应用于泊松方程的有限元方法）。使用这个三角测量我计算了渐变，这是我感兴趣的。我制作了这个矢量场的箭头图，一切都很好，矢量不与孔相交。

但是，当我想通过 streamplot 函数绘制流线时，它们会与孔相交，如下图所示：

问题是，为了追踪流线，我必须为 streamplot 函数创建一个结构化网格。但由于我的矢量场没有在常规网格的节点处定义，我需要在这些节点处插值。为此，我使用了 griddata 。问题是，在这样做时，孔被规则网格覆盖，因此矢量场在孔内定义，因此得到结果。以下是产生图片的相关代码：

def plot_streamlines(P, T, phi):
    triangulation = tr.Triangulation(P[:,0], P[:,1], T)
    interpolator = tr.CubicTriInterpolator(triangulation, phi)
    (u_x,u_y) = interpolator.gradient(triangulation.x, triangulation.y)
    grid_x, grid_y = np.mgrid[x_min:x_max:100j, y_min:y_max:100j]
    grid_u_x = ip.griddata(P, u_x, (grid_x,grid_y), method='cubic')
    grid_u_y = ip.griddata(P, u_y, (grid_x,grid_y), method='cubic')
    pl.streamplot(grid_x[:,0], grid_y[0,:], -grid_u_x.T, -grid_u_y.T)

我知道蒙面数组，但没有设法使用掩码来获得我想要的结果。我想创建一种蒙版的规则网格，然后在其上插入矢量字段，但我没有设法做到这一点。有人有这种问题的经验吗？任何建议将不胜感激。

谢谢！

Answer 1

在您的代码示例中，interpolator.gradient已经是插补器，即您不需要将其与griddata结合使用。尝试：

grid_u_x, grid_u_y = interpolator.gradient(grid_x, grid_y)

由于此插值器知道您的三角测量网格，因此它应该是在网格外部填充nan的速度矢量。希望Streamplot能够像这个例子一样优雅地处理这个问题：

http://matplotlib.org/examples/images_contours_and_fields/streamplot_demo_masking.html