在 3D 绘图中创建双头箭头

Question

我正在尝试创建一个非常简单的图形，其中一个箭头应该是双头的，而其他箭头不是。我想在 matplotlib 中工作。在我的代码中，我可以使用“枢轴”来更改箭头的方向，但似乎没有选择具有两个方向的箭头。我已经看到这对于 2D 绘图是可能的，但对我来说，重要的是它是在 3D 绘图中。有人有想法吗？将非常感激。这是我的代码：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# Define vectors
vectors = np.array([[0, 0, 18], [18, 0, 0], [0, 18, 0]])

# Origin point
origin = np.array([0, 0, 0])

# Plot setup`
fig = plt.figure()`
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')

# Define colors for each vector
colors = ['r', 'b', 'g']

# Plot vectors
for vector, color in zip(vectors, colors):
    ax.quiver(origin[0], origin[1], origin[2], vector[0], vector[1], vector[2],
              length=np.linalg.norm(vector), arrow_length_ratio=0.1, normalize=True,
              color=color, pivot='tail')

# Set plot limits
ax.set_xlim([-20, 20])
ax.set_ylim([-20, 20])
ax.set_zlim([-20, 20])

# Remove axis numbers and ticks
ax.set_axis_off()

# Set labels
ax.set_xlabel('X')
ax.set_ylabel('Y')
ax.set_zlabel('Z')

# Adjust the view angle so that arrowheads face towards the user
ax.view_init(elev=29, azim=45)

plt.show()

Answer 1

使用 Matplotlib 在 3D 绘图中创建双头箭头没有直接的功能，但有一个解决方法可以达到所需的效果。它可能感觉有点hacky，但它对于简单的应用程序来说效果很好。具体方法如下：

绘制两个箭头：一个从原点指向向量的末端，另一个从向量的末端开始指向原点。这给出了双头箭头的外观。

这里有一个示例代码片段来说明该方法：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# Define your vectors
vectors = np.array([[0, 0, 18], [18, 0, 0], [0, 18, 0]])
origin = np.array([0, 0, 0])  # The origin point

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')

# Define colors for each vector
colors = ['r', 'b', 'g']

# Plot each vector
for i, (vector, color) in enumerate(zip(vectors, colors)):
    if i == 0:  # Assuming the first vector needs a double-headed arrow
        # Arrow from the origin to the vector end
        ax.quiver(origin[0], origin[1], origin[2], vector[0], vector[1], vector[2],
                  arrow_length_ratio=0.1, color=color)
        # Arrow from the vector end back to the origin
        ax.quiver(vector[0], vector[1], vector[2], -vector[0], -vector[1], -vector[2],
                  arrow_length_ratio=0.1, color=color)
    else:
        # Single-headed arrows for the other vectors
        ax.quiver(origin[0], origin[1], origin[2], vector[0], vector[1], vector[2],
                  arrow_length_ratio=0.1, color=color)

ax.set_xlim([-20, 20])
ax.set_ylim([-20, 20])
ax.set_zlim([-20, 20])
ax.set_axis_off()
ax.view_init(elev=29, azim=45)

plt.show()