使用 matplotlib 用自定义填充填充多边形

Question

我想用线填充填充一堆多边形。线条必须相对于 x 轴具有特定角度。我发现 matplotlib 已经支持一些孵化类，并且可以定义一个自定义类（如How to fill a polygon with a custom hatch in matplotlib?）。我试图生成一个自定义舱口，但是当我将它附加到舱口列表时，init 函数不知道角度。我尝试了以下课程：

class AngularHatch(HatchPatternBase):
    def __init__(self, hatch, density, angle):
        self.num_lines = int((hatch.count('{'))*density*3)
        self.num_vertices = self.num_lines * 2
        self.R = np.array([[np.cos(angle), -np.sin(angle)],
                       [np.sin(angle), np.cos(angle)]])

    def set_vertices_and_codes(self, vertices, codes):
        steps, stepsize = np.linspace(0.0, 1.0, self.num_lines, False,
                                  retstep=True)
        steps += stepsize / 2.
        vertices[0::2, 0] = 0
        vertices[0::2, 1] = steps
        vertices[1::2, 0] = 1
        vertices[1::2, 1] = steps
        for i, v in enumerate(vertices):
            vertices[i] = self.R.dot(v)
    codes[0::2] = Path.MOVETO
    codes[1::2] = Path.LINETO

然后我将这个类添加到孵化的可用类列表中。但是，这不会生成正确的行，因为代码是从 Horizo​​ntalHatch 源代码here 修改的，我认为这会在单位正方形中生成行。此外，我需要为要渲染的每个多边形生成一个特定角度的补丁。 ¿ 有关如何为每个多边形的此类提供正确角度的任何想法？

Answer 1

以下内容不能解决此问题。它只是解决了部分问题，并显示了该方法在哪一点失败。我目前确信 matplotlib 无法使用任意角度进行孵化，因为单元格的大小是固定的。

为了克服设置角度的问题，可以定义一种自定义格式来获取角度信息。例如。 "{angle}{factor}"，这样"{45}{2}" 将产生一个角度为 45°、密度因子为 2 的阴影。

然后我不完全理解计算顶点的尝试。要复制内置影线的行为，可以直接旋转它们。

问题在于，这种方式的线影线仅适用于 45° 的角度。这是因为晶胞边缘的线条没有很好地对齐。请参阅以下内容：

import numpy as np
import matplotlib.hatch
import matplotlib.path
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.patches import Ellipse, Rectangle

class AngularHatch(matplotlib.hatch.HatchPatternBase):
    def __init__(self, hatch, density):
        self.num_lines=0
        self.num_vertices=0
        if hatch[0] == "{":
            h = hatch.strip("{}").split("}{")
            angle = np.deg2rad(float(h[0])-45)
            d = float(h[1])
            self.num_lines = int(density*d)
            self.num_vertices = (self.num_lines + 1) * 2
            self.R = np.array([[np.cos(angle), -np.sin(angle)],
                                [np.sin(angle), np.cos(angle)]])

    def set_vertices_and_codes(self, vertices, codes):

        steps = np.linspace(-0.5, 0.5, self.num_lines + 1, True)

        vertices[0::2, 0] = 0.0 + steps
        vertices[0::2, 1] = 0.0 - steps
        vertices[1::2, 0] = 1.0 + steps
        vertices[1::2, 1] = 1.0 - steps
        codes[0::2] = matplotlib.path.Path.MOVETO
        codes[1::2] = matplotlib.path.Path.LINETO
        vertices[:,:] = np.dot((vertices-0.5),self.R)+0.5



matplotlib.hatch._hatch_types.append(AngularHatch)

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111)

ellipse = ax.add_patch(Rectangle((0.1, 0.1), 0.4, 0.8, fill=False))
ellipse.set_hatch('{45}{1}')
ellipse.set_color('red')
ellipse = ax.add_patch(Rectangle((0.55, 0.1), 0.4, 0.8, fill=False))
ellipse.set_hatch('{22}{1}')
ellipse.set_color('blue')
plt.show()