Pyvista库¶
约 505 个字 174 行代码 3 张图片 预计阅读时间 4 分钟
安装：pip install pyvista。
创建Mesh对象¶
PolyData数据结构¶
这种方式绘制的是mesh face，而不是实体单元体。
UnstructuredGrid数据结构¶
cells = [4, 0, 1, 2, 3] # 四面体单元，第一列为单元节点数，后面为节点编号
celltypes = [pv.CellType.TETRA] # 单元类型，与cells一一对应
points = [
[1.0, 1.0, 1.0],
[1.0, -1.0, -1.0],
[-1.0, 1.0, -1.0],
[-1.0, -1.0, 1.0],
]
grid = pv.UnstructuredGrid(cells, celltypes, points)
grid.plot(show_edges=True)
导入vtk文件¶
导入inp文件¶
常见查询方法¶
import pyvista as pv
mesh = pv.read('CRACK.vtk')
print('node number = ',mesh.n_points)
print('element number = ',mesh.n_cells)
print('node coordinate = ',mesh.points[0])
print('point_data = ',mesh.point_data)
输出：
node number = 66429
element number = 65726
node coordinate = [-19.362562 0.057323 0. ]
point_data = pyvista DataSetAttributes
Association : POINT
Active Scalars : S11
Active Vectors : U
Active Texture : None
Active Normals : None
Contains arrays :
U float32 (66429, 3) VECTORS
RF float32 (66429, 3)
S11 float32 (66429,) SCALARS
S22 float32 (66429,)
S12 float32 (66429,)
Mises float32 (66429,)
- 查看有单元数：
mesh.n_cells - 查看节点数：
mesh.n_points - 节点坐标：
mesh.points - 单元编码：
mesh.cells（缩并为一维数组） - 查看 SCALARS（云图变量种类）数：
mesh.n_arrays - 查看 point data 有哪些：
mesh.point_data - 查看 point data 具体的值：
mesh.point_data['Displacement'] - 查看 cell data 有哪些：
mesh.cell_data - 查看 cell data 具体的值：
mesh.cell_data['AxialForce'] - 也可以直接查看：
mesh['Displacement']或mesh['AxialForce'] - 也可以自行添加 cell data 或者 point data：
mesh.point_data['S11'] = s11
绘图方法¶
绘图方法有两种：mesh.plot和pyvista.Plotter.add_mesh，个人喜欢后者，因为可以不断增添新特征，以后的教学都以后者为基础。
mesh.plot¶
pyvista.Plotter.add_mesh¶
云图绘制¶
import pyvista as pv
mesh = pv.read('C3D4.vtk')
dargs = dict(
scalars="U",
show_scalar_bar=False,
show_vertices=False,
show_edges=False,
# vertex_color='red',
# point_size=1,
)
pl = pv.Plotter(shape=(2, 2))
pl.add_mesh(mesh.copy(),**dargs)
pl.add_text("Magnitude Displacement", color='k')
pl.subplot(1, 0)
pl.add_mesh(mesh.copy(),component=0, line_width=2,**dargs)
pl.add_text("X Displacement", color='k')
pl.subplot(0, 1)
pl.add_mesh(mesh.copy(),component=1,render_points_as_spheres=True,**dargs)
pl.add_text("Y Displacement", color='k')
pl.subplot(1, 1)
pl.add_mesh(mesh.copy(),component=2,**dargs)
pl.add_text("Z Displacement", color='k')
pl.link_views() # link all the views
pl.show()
以上 Python 语句，相信大家只要稍微看一下就能明白。在绘图的时候可以单独设置绘图参数，比如这样：
plotter.add_mesh(mesh, scalars='Displacement', component=0，也可以使用上述代码的形式，将绘图参数集中在 dargs 的设置中。注意有以下几点：
component=0表示第一个分量，如果不设置的话，就表示合量Magnitude。- 上图的节点显示看上去有很多没有显示，在实际绘图过程中，将图片逐渐放大后，每个节点的编号都会显示出来。
render_points_as_spheres=True表示将点的形状转换为 3D 圆球状，更具观赏性。show_scalar_bar=False是为了后续定制 colorbar，如果不设置为False，后面在你定制 colorbar 时，将会出现两个 colorbar。
自定义colorbar&cmap¶
Tip
若要实现模型云图颜色分段效果，需要将matplotlib内置的cmap进行“分段处理”。
import pyvista as pv
import numpy as np
from matplotlib.colors import LinearSegmentedColormap
import matplotlib.pyplot as plt
def create_custom_cmap(cmap_name='coolwarm', num_colors=12):
"""
根据给定的配色方案名称，创建一个归一化的LinearSegmentedColormap。
:param cmap_name: 配色方案的名称（如 'coolwarm', 'jet', 'viridis' 等）
:param num_colors: 配色方案中所需的颜色数量
:return: 归一化后的LinearSegmentedColormap
"""
# 获取指定的配色图
cmap = plt.get_cmap(cmap_name, num_colors)
# 获取颜色并进行归一化到 [0, 1] 范围
cmap_normalized = cmap(np.linspace(0, 1, num_colors))[:, :3] # 只保留RGB通道
# 创建并返回自定义配色图
return LinearSegmentedColormap.from_list(f'{cmap_name}_custom', cmap_normalized, N=num_colors)
cmap_name = 'jet' # cmap名称
num_colors = 12 # 需要间隔的颜色段数
custom_cmap = create_custom_cmap(cmap_name, num_colors)
mesh = pv.read('C3D4.vtk')
dargs = dict(
scalars="U",
show_scalar_bar=False,
# show_vertices=True,
# show_edges=True,
# edge_color='#000080',
# vertex_color='red',
# point_size=1,
cmap = custom_cmap,
# render_points_as_spheres=True
)
pl = pv.Plotter()
pl.add_mesh(mesh.copy(),**dargs)
pl.add_scalar_bar(title="U",n_labels=13,n_colors=12,fmt='%.3e',vertical=True,
width=0.05,position_x=0.03, position_y=0.5,font_family='times')
pl.show()
罗盘标志¶
缩放因子¶
嵌入PySide6¶
示例代码：
import sys
import pyvista as pv
from PySide6.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QVBoxLayout, QWidget
from pyvistaqt import QtInteractor
class MainWindow(QMainWindow):
def __init__(self):
super().__init__()
self.setWindowTitle("PyVista in PySide6")
self.setGeometry(100, 100, 800, 600)
# 创建一个 QWidget 作为中央窗口
self.central_widget = QWidget(self)
self.setCentralWidget(self.central_widget)
# 创建一个垂直布局
layout = QVBoxLayout()
self.central_widget.setLayout(layout)
# 创建 PyVista 渲染窗口
self.plotter = QtInteractor(self.central_widget)
layout.addWidget(self.plotter)
# 画一个示例 3D 对象
self.add_example_plot()
def add_example_plot(self):
sphere = pv.Sphere()
self.plotter.add_mesh(sphere, color="cyan", show_edges=True)
self.plotter.show()
if __name__ == "__main__":
app = QApplication(sys.argv)
window = MainWindow()
window.show()
sys.exit(app.exec())
