Python 使用 yt 模組分析、顯示三維立體資料教學與範例

介紹如何使用 Python 的 yt 模組，分析與顯示三維立體資料，並繪製立體渲染圖形。

yt 是一套 Python 的三維立體資料分析與顯示模組，主要用於物理與工程相關領域，以下是簡單的安裝使用範例，詳細的操作說明可參考 yt 的官方網站。

安裝 yt

yt 可以直接透過 pip 來安裝：

pip3 install yt

通常大型的三維立體資料都會以 HDF5 格式來儲存，所以也會需要使用到 h5py 模組，建議一起安裝：

pip3 install h5py

若要顯示互動式的三維立體圖形，還會需要 cyglfw3 與 PyOpenGL 兩個 Python 模組，若在 Ubuntu Linux 中則會需要先安裝好 libglfw3-dev 系統套件之後，才能安裝 cyglfw3 這個 Python 模組：

sudo apt install libglfw3-dev
pip3 install cyglfw3 PyOpenGL

範例資料

這裡使用到的範例資料可以從 yt 的官方網站下載：

• IsolatedGalaxy.tar.gz
• Enzo_64.tar.gz
• enzo_tiny_cosmology.tar.gz

投影圖

這是一個簡單的投影圖（projection plot）範例。

import yt

# 載入資料集
ds = yt.load("IsolatedGalaxy/galaxy0030/galaxy0030")

# 建立投影圖
p = yt.ProjectionPlot(ds, "z", "density", width = (100, 'kpc'))

# 設定 color map 為 dusk
p.set_cmap(field = "density", cmap = 'dusk')

# 儲存為圖檔
p.save('projection.png')

立體渲染圖

這是一個簡單的立體渲染圖（volume rendering）範例，輸出圖檔的時候，搭配 sigma_clip 增強影像的對比。

import yt

# 載入資料集
ds = yt.load("enzo_tiny_cosmology/RD0009/RD0009")

# 建立立體渲染圖
sc = yt.create_scene(ds, field=('gas', 'density'))
sc.render()

# 儲存為圖檔
sc.save('volume.png', sigma_clip=2)

關於立體渲染圖的繪製，可以參考 yt 官方說明文件。