От издательства ......................................................................................................10
Об авторе...................................................................................................................11
О техническом рецензенте..................................................................................12
Благодарности..........................................................................................................13
Введение....................................................................................................................14
Глава 1. Основные команды и функции Python..........................................................15
Стиль программирования.........................................................................................16
Область построения диаграмм.................................................................................19
Определение размера области построения диаграмм..........................................20
Импорт команд построения диаграмм....................................................................21
Отображение области построения диаграммы......................................................23
Сетка построения диаграмм.....................................................................................24
Сохранение диаграммы.............................................................................................24
Цвет сетки....................................................................................................................24
Интервал сетки............................................................................................................25
Пользовательские линии сетки.................................................................................26
Обозначение осей.......................................................................................................27
Название диаграммы.................................................................................................29
Цвета.............................................................................................................................29
Смешение цветов....................................................................................................30
Интенсивность цвета.............................................................................................32
Перекрытие..................................................................................................................33
Цвет фона.....................................................................................................................35
Форма области диаграммы........................................................................................36
Как исправить искажения формы............................................................................38
Применение коэффициента масштабирования при построении графика.....................39
Лучший способ: масштабирование осей в plt.axis()..........................................39
Оси координат.............................................................................................................41
Часто используемые команды и функции построения графиков.......................42
Точки с использованием scatter( )........................................................................42
Линии с использованием метода plot()...............................................................43
Стрелки.....................................................................................................................44
Текст..........................................................................................................................45
Списки, кортежи и массивы..................................................................................47
Функция arange( ) ...................................................................................................51
Функция range( ).....................................................................................................52
Краткое содержание...................................................................................................53
Глава 2. Графика в двух измерениях................................................................54
Линии из точек............................................................................................................54
Рисование точками.....................................................................................................57
Дуги окружности, нарисованные точками..............................................................60
Дуги окружностей из отрезков линий.....................................................................65
Окружности..................................................................................................................66
Диски, нарисованные точками.................................................................................69
Эллипсы........................................................................................................................72
2D-перемещение.........................................................................................................77
2D-поворот...................................................................................................................79
Краткое содержание...................................................................................................96
Глава 3. Графика в трех измерениях................................................................97
Трехмерная система координат................................................................................97
Проекции на координатные плоскости...................................................................99
Поворот вокруг оси y................................................................................................102
Поворот вокруг оси х................................................................................................104
Поворот вокруг оси z................................................................................................106
Отдельные повороты вокруг осей координат.......................................................107
Последовательные повороты вокруг осей координат.........................................114
Конкатенация матриц..............................................................................................119
Ввод данных с клавиатуры в структуру функционального
программирования...................................................................................................122
Краткое содержание.................................................................................................128
Глава 4. Перспектива............................................................................................129
Краткое содержание.................................................................................................136
Глава 5. Переcечения...........................................................................................138
Линия, пересекающая прямоугольник..................................................................138
Линия, пересекающая треугольник........................................................................148
Линия, пересекающая круг......................................................................................158
Линия, пересекающая сектор круга.......................................................................159
Линия, пересекающая сферу...................................................................................164
Прямоугольник, пересекающий сферу..................................................................170
Краткое содержание.................................................................................................173
Глава 6. Удаление скрытых линий...................................................................174
Бокс.............................................................................................................................175
Пирамида...................................................................................................................181
Прямоугольники.......................................................................................................185
Сфера..........................................................................................................................191
Краткое содержание.................................................................................................196
Глава 7. Шейдинг....................................................................................................198
Шейдинг бокса...........................................................................................................199
Шейдинг сферы.........................................................................................................206
Краткое содержание.................................................................................................212
Глава 8. Построение 2D-диаграмм..................................................................213
Линейная регрессия..................................................................................................221
Аппроксимация функции........................................................................................225
Сплайны.....................................................................................................................229
Краткое содержание.................................................................................................235
Глава 9. Построение 3D-диаграмм..................................................................236
3D-поверхности.........................................................................................................244
Шейдинг 3D-поверхности........................................................................................251
Краткое содержание.................................................................................................261
Глава 10. Сатурн: демонстрация......................................................................262
Сатурн.........................................................................................................................262
Краткое содержание.................................................................................................279
Глава 11. Электроны, фотоны и водород......................................................281
Краткое содержание.................................................................................................294
Глава 12. Демонстрация: Солнце.....................................................................295
Модель Земля–Солнце.............................................................................................295
Некоторые факты о Солнце.....................................................................................298
Фотоны и Солнце......................................................................................................300
Излучение черного тела Макса Планка.................................................................301
Суммарная мощность, излучаемая Солнцем........................................................303
Освещенность Земли................................................................................................310
Краткое содержание.................................................................................................311
Глава 13. Изменение климата...........................................................................312
Похолодание климата..............................................................................................314
Альбедо...................................................................................................................314
Солнечные пятна.......................................................................................................315
Аэрозоли................................................................................................................317
Вулканы..................................................................................................................318
Потепление климата................................................................................................320
Измерение климатических данных.......................................................................322
Забор проб осадочных отложений.........................................................................323
Глобальный энергетический баланс......................................................................325
Подъем уровня Мирового океана...........................................................................328
Глобальная климатическая модель........................................................................332
Краткое содержание.................................................................................................337
Глава 14. Динамика населения.........................................................................339
Последовательный рост...........................................................................................339
Растения.....................................................................................................................341
Насекомые..................................................................................................................344
Киты............................................................................................................................349
Краткое содержание.................................................................................................352
Глава 15. Управление ресурсами.....................................................................353
Программа LG: логистический рост при отсутствии добычи............................353
Программа CHR: логистический рост при постоянной скорости добычи.......355
Краткое содержание.................................................................................................360
Глава 16. Экологическое разнообразие и бабочки...................................361
Краткое содержание.................................................................................................365
Приложение А. Где взять Python......................................................................366
Приложение В. Закон излучения Планка и уравнение
Стефана–Больцмана............................................................................................367
Приложение С. Графические и математические функции,
обычно используемые в графическом программировании,
с примерами............................................................................................................369
Приложение D. Настройка осей построения диаграммы
с помощью plt.axis().............................................................................................371
Предметный указатель........................................................................................375

 В книге на наглядных примерах показано, как использовать встроенные графические примитивы Python – точки, линии и стрелки — для создания сложной графики, визуализации двух- и трехмерных объектов, диаграмм с данными и технических иллюстраций.
 

Изучив книгу, вы сможете:

• cоздавать 2D- и 3D-изображения;
• добавлять к ним текст и символы;
• затенять 3D-объекты;
• строить отбрасываемые ими тени;
• использовать цвет для максимального эффекта;
• представлять наборы 2D- и 3D-данных;
• аппроксимировать линии и кривые к наборам данных.

 Показано, как визуализировать электронные облака (плотность вероятности нахождения электронов вокруг ядра), представлять изменение климата, экологическое разнообразие, динамику популяций и демонстрировать управление ресурсами.
 После прочтения книги вы сможете создавать привлекательные графические изображения, не ограничиваясь функциями, доступными в существующих библиотеках Python.
 Исходный код Python включен во все приложения, что делает материал более доступным для начинающих программистов.