python - 在两个圆之间绘制椭圆线而不相交matplotlib

Question

我正在尝试使用 matplotlib 绘制椭圆线来连接两个圆，但希望它能够使椭圆线不与任何一个圆相交。

目前我的设计导致了这个：

正如你所看到的，它的线条穿过圆圈 A 和 B。我决定使用matplotlib.patches.Arc它，因为我不想填充它，它允许我绘制左右部分。这是我所拥有的：

from matplotlib import pyplot
from matplotlib.patches import Arc
import math

def calculate_perimeter(a, b):
    perimeter = math.pi * (3*(a+b) - math.sqrt( (3*a + b) * (a + 3*b) ))
    return perimeter

def draw_circle(xy, radius, text):
    circle = pyplot.Circle(xy, radius=radius,     fill=False)
    pyplot.gca().add_patch(circle)
    pyplot.gca().annotate(text, xy=xy,     fontsize=10, ha='center', va='center')

def draw_arc(xy1, xy2, a, b, theta1, theta2):
    # Calculate center of the elliptical arc
    center = (xy1[0], (xy1[1] + xy2[1])/2.0)
    arc = Arc(center, a, b, theta1=theta1, theta2=theta2)
    pyplot.gca().add_patch(arc)

if __name__ == '__main__':
    pyplot.figure()
    center_circle1 = (5, 5)
    center_circle2 = (5, 20)
    dist_y = center_circle2[1] - center_circle1[1]
    adjustment = 5.3 # @TODO: How do I calculate what this needs to be?
    # Circles
    draw_circle(center_circle1, 1, 'A')
    draw_circle(center_circle2, 1, 'B')
    # Draw right side of arc
    theta1 = 270.0 + adjustment
    theta2 = 90.0 - adjustment
    draw_arc(center_circle1, center_circle2, 3, dist_y, theta1, theta2)
    # Draw left side of arc
    theta1 = 90.0 + adjustment
    theta2 = 270.0 - adjustment
    draw_arc(center_circle1, center_circle2, 3, dist_y, theta1, theta2)
    pyplot.axis('scaled')
    pyplot.axis('off')
    pyplot.show()

例如，当我输入时，adjustment = 5.3我得到：

如果我放大这个区域，虽然很容易看到它没有对齐：

然后我的问题变成了，我如何计算adjustment应该是什么？

我想如果我认为它是一个完整的椭圆并减去在其中一个圆圈中重叠的量并用它来得到 ，我将能够计算周长adjustment，但我不确定这是否可行或如何计算里面有很多重叠。对此的任何帮助将不胜感激。

标签： pythonpython-3.xpython-2.7matplotlibellipse

Answer 1

与其手动调整图形，不如考虑zorder在Patch构造函数中使用。

一个情节上的各种艺术家垂直堆叠在一起，最高zorder的在上面。因此，通过设置zorder，您将在椭圆上绘制圆，使其模糊。

示例代码：

from matplotlib import pyplot as plt
from matplotlib.patches import Circle, Arc

fig, ax = plt.subplots(figsize=(6, 6))

ax.add_patch(Circle((0.5, 0.75), 0.05, edgecolor='black', facecolor='white', zorder=3))
ax.add_patch(Circle((0.5, 0.25), 0.05, edgecolor='black', facecolor='white', zorder=3))
ax.add_patch(Arc((0.5, 0.5), 0.1, 0.5))

这会产生

.