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展示了一个三轴（X, Y, Z）坐标系！

article 2025/7/3 9:36:20

等轴测投影”（isometric projection）风格的手绘风格三维图，即三条坐标轴（x₁, x₂, x₃）看起来彼此垂直、等角分布（通常是 120° 夹角），它是常见于教材和数学书籍的 “假三维”表示法。

展示了一个三轴（X, Y, Z）坐标系，并标记了每个坐标轴上 5 个刻度值：

X轴：水平向右（0°）。
Y轴：相对于X轴 顺时针120°。
Z轴：与X轴垂直（90°），竖直向上。

每个轴都标有箭头、刻度线和对应的数字。现在三个轴的方向和刻度均已正确绘制。

import matplotlib.pyplot as plt
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']  # 使用黑体
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False    # 正常显示负号
import numpy as npfig, ax = plt.subplots(figsize=(6, 6))
ax.set_aspect('equal')origin = np.array([0, 0])
length = 5# 单位向量
ux = np.array([np.cos(np.radians(0)), np.sin(np.radians(0))])       # X轴：0°
uy = np.array([np.cos(np.radians(-120)), np.sin(np.radians(-120))]) # Y轴：顺时针120°
uz = np.array([np.cos(np.radians(90)), np.sin(np.radians(90))])     # Z轴：垂直向上# 绘制坐标轴
ax.arrow(*origin, *(ux * length), head_width=0.2, length_includes_head=True, color='black')
ax.arrow(*origin, *(uy * length), head_width=0.2, length_includes_head=True, color='black')
ax.arrow(*origin, *(uz * length), head_width=0.2, length_includes_head=True, color='black')# 标注轴名
ax.text(*(ux * (length + 0.3)), 'X', fontsize=12, ha='center', va='center')
ax.text(*(uy * (length + 0.3)), 'Y', fontsize=12, ha='center', va='center')
ax.text(*(uz * (length + 0.3)), 'Z', fontsize=12, ha='center', va='bottom')# 添加刻度
for i in range(1, length + 1):# X轴tick_x = origin + ux * iax.plot([tick_x[0], tick_x[0]], [tick_x[1] - 0.1, tick_x[1] + 0.1], color='black')ax.text(tick_x[0], tick_x[1] - 0.3, str(i), ha='center', va='top', fontsize=10)# Y轴tick_y = origin + uy * ioffset_y = np.array([-uy[1], uy[0]])  # 垂直方向ax.plot([tick_y[0] - 0.1 * offset_y[0], tick_y[0] + 0.1 * offset_y[0]],[tick_y[1] - 0.1 * offset_y[1], tick_y[1] + 0.1 * offset_y[1]], color='black')ax.text(tick_y[0] + 0.25 * offset_y[0], tick_y[1] + 0.25 * offset_y[1],  # 加大偏移避免遮挡str(i), ha='center', va='center', fontsize=10)# Z轴tick_z = origin + uz * iax.plot([tick_z[0] - 0.1, tick_z[0] + 0.1], [tick_z[1], tick_z[1]], color='black')ax.text(tick_z[0] - 0.3, tick_z[1], str(i), ha='right', va='center', fontsize=10)# 范围与外观
ax.set_xlim(-6, 6)
ax.set_ylim(-4, 6)
ax.axis('off')plt.title('三维等轴测投影：X(0°), Y(顺时针120°), Z(90°)')
plt.show()