在两个圆之间绘制椭圆线而不相交matplotlib

Question

我正在尝试使用 matplotlib 绘制椭圆线来连接两个圆，但我想这样做，这样椭圆线不会与任何一个圆相交。

目前我的设计是这样的：

如您所见，它的线穿过圆 A 和 B。 我决定使用matplotlib.patches.Arc，因为我不想填充它，它允许我绘制左右部分。这是我所拥有的：

from matplotlib import pyplot
from matplotlib.patches import Arc
import math

def calculate_perimeter(a, b):
    perimeter = math.pi * (3*(a+b) - math.sqrt( (3*a + b) * (a + 3*b) ))
    return perimeter

def draw_circle(xy, radius, text):
    circle = pyplot.Circle(xy, radius=radius,     fill=False)
    pyplot.gca().add_patch(circle)
    pyplot.gca().annotate(text, xy=xy,     fontsize=10, ha='center', va='center')

def draw_arc(xy1, xy2, a, b, theta1, theta2):
    # Calculate center of the elliptical arc
    center = (xy1[0], (xy1[1] + xy2[1])/2.0)
    arc = Arc(center, a, b, theta1=theta1, theta2=theta2)
    pyplot.gca().add_patch(arc)

if __name__ == '__main__':
    pyplot.figure()
    center_circle1 = (5, 5)
    center_circle2 = (5, 20)
    dist_y = center_circle2[1] - center_circle1[1]
    adjustment = 5.3 # @TODO: How do I calculate what this needs to be?
    # Circles
    draw_circle(center_circle1, 1, 'A')
    draw_circle(center_circle2, 1, 'B')
    # Draw right side of arc
    theta1 = 270.0 + adjustment
    theta2 = 90.0 - adjustment
    draw_arc(center_circle1, center_circle2, 3, dist_y, theta1, theta2)
    # Draw left side of arc
    theta1 = 90.0 + adjustment
    theta2 = 270.0 - adjustment
    draw_arc(center_circle1, center_circle2, 3, dist_y, theta1, theta2)
    pyplot.axis('scaled')
    pyplot.axis('off')
    pyplot.show()

例如，当我输入 adjustment = 5.3 时，我得到：

如果我放大这个区域，虽然很容易看到它并没有对齐：

然后我的问题变成了，我如何计算 adjustment 应该是什么？

我认为如果我认为它是一个完整的椭圆并减去其中一个圆圈中重叠的量并使用它来获得adjustment，我将能够计算周长，但我不确定这是否会工作或如何计算内部有多少重叠。对此的任何帮助将不胜感激。

Answer 1

与其手动调整数字，不如考虑在Patch 构造函数中使用zorder。

一个情节中的各个艺术家垂直堆叠在一起，最高的zorder 位于顶部。因此，通过设置zorder，您将在椭圆上绘制圆，使其模糊。

示例代码：

from matplotlib import pyplot as plt
from matplotlib.patches import Circle, Arc

fig, ax = plt.subplots(figsize=(6, 6))

ax.add_patch(Circle((0.5, 0.75), 0.05, edgecolor='black', facecolor='white', zorder=3))
ax.add_patch(Circle((0.5, 0.25), 0.05, edgecolor='black', facecolor='white', zorder=3))
ax.add_patch(Arc((0.5, 0.5), 0.1, 0.5))

生成

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