Python으로 vector field그리기

파이썬으로 벡터장을 그려야 하는 경우가 있다. 심심하면 지도를 놓고 위에 풍향과 풍속을 그려볼 수도 있다. (기상청에서 데이터 받아서 그려보셔도 됩니다...정 심심하시면요...)

메뉴얼과 구글링을 통해서 더 깊이있는 방법들을 배울 수 있지만 가장 간단한 코딩은 아래와 같다.

import matplotlib.pyplot as plt

import numpy as np

x = np.empty((10,10), float)

y = np.empty((10,10), float)

u = np.empty((10,10), float)

v = np.empty((10,10), float)

for i in range(10):

    for j in range(10):

        x[i][j] =  i / 10.0

        y[i][j] =  j / 10.0

        u[i][j] =  i / 10 * 2 

        v[i][j] =  j / 10 * 2

print(x, y, u, v)

plt.quiver(x,y,u,v, angles='xy', pivot='middle')

plt.ylim(0,1.1)

plt.xlim(0,1.1)

plt.grid('on')

plt.show()

코드의 대부분은 그냥 정의하는거고....

벡터장을 그려주는 함수는 plt(matplotlib.pyplot)의 quiver라는 함수이다. 여기서 x, y는 벡터의 위치를 나타내며 u,v는 벡터의 성분을 말한다. angle은 벡터의 각도를 어디서부터 측정할꺼냐 그런 내용인데(아닐 수도 있음) 'xy'로 해야 우리가 상상하는 결과가 나온다. pivot은 벡터를 회전시킬 때 꼬리를 잡을지 머리를 잡을지 그것도 아니면 중간을 잡을지에 대한 옵션이다. 더 다양한 옵션은 공식 홈페이지를 참고하시고....

사실 mash를 이용해 u, v를 만들어도 된다. 여기서는 생략...

결과는 다음과 같다.