Python随机生成均匀分布在三角形内或者任意多边形内的点

yipeiwu_com6年前Python基础

Python有一随机函数可以产生[0,1)区间内的随机数,基于此函数生成随机分布在任意三角形内的点
由数学知识得知:
几何体的向量表达形式

直线:

线段:

推广到高维

三维平面:

三角形:

注释,v这个向量表示的是在图形上的点的坐标,根据数学知识得知,直线和三维平面内的v构成的点集是放射集,而线段则是凸集, 其余向量是不在同一个点或者同一个平面的点的坐标构成的列向量
那么针对三角形可以写成如下:

我们可以先生成随机的贝塔,然后随机生成阿尔法,然后处理阿尔法,使得点是随机落在三角形内的,这里用的是开始生成的随机数的算术平方根作为阿尔法数值,关于为什么这样可以参考
Python随机生成均匀分布在单位圆内的点

现附代码如下:

import numpy as np 
import matplotlib.pyplot as plt 
 
if __name__ == '__main__': 
 x1, y1 = 0, 30 
 x3, y3 = 200, -10 
 x2, y2 = 100, 200 
 sample_size = 500 
 theta = np.arange(0,1,0.001) 
 x = theta * x1 + (1 - theta) * x2 
 y = theta * y1 + (1 - theta) * y2 
 plt.plot(x,y,'g--',linewidth=2) 
 x = theta * x1 + (1 - theta) * x3 
 y = theta * y1 + (1 - theta) * y3 
 plt.plot(x, y, 'g--', linewidth=2) 
 x = theta * x2 + (1 - theta) * x3 
 y = theta * y2 + (1 - theta) * y3 
 plt.plot(x, y, 'g--', linewidth=2) 
 rnd1 = np.random.random(size = sample_size) 
 rnd2 = np.random.random(size=sample_size) 
 rnd2 = np.sqrt(rnd2) 
 x = rnd2 * (rnd1 * x1 + (1 - rnd1) * x2) + (1 - rnd2) * x3 
 y = rnd2 * (rnd1 * y1 + (1 - rnd1) * y2) + (1 - rnd2) * y3 
 plt.plot(x,y,'ro') 
 plt.grid(True) 
 # plt.savefig('demo.png') 
 plt.show()

生成图:

作为推广,其实多个多边形也是可以这样生成的,只需要分割为多个三角形,根据三角形面积比例,控制样本比例即可。

 以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持【听图阁-专注于Python设计】。

相关文章

Python下调用Linux的Shell命令的方法

有时候难免需要直接调用Shell命令来完成一些比较简单的操作,比如mount一个文件系统之类的。那么我们使用Python如何调用Linux的Shell命令?下面来介绍几种常用的方法: 1...

python文件和目录操作函数小结

python中对文件、文件夹(文件操作函数)的操作需要涉及到os模块和shutil模块。 得到当前工作目录,即当前Python脚本工作的目录路径: os.getcwd() 返回指定目录...

使用pandas的box_plot去除异常值

我就废话不多说了,直接上代码吧! #-*- coding:utf-8 _*- """ @author:Administrator @file: standard_process....

Python实现求笛卡尔乘积的方法

Python实现求笛卡尔乘积的方法

本文实例讲述了Python实现求笛卡尔乘积的方法。分享给大家供大家参考,具体如下: 在数学中,两个集合X和Y的笛卡尓乘积(Cartesian product),又称直积,表示为X × Y...

python操作gitlab API过程解析

这篇文章主要介绍了python操作gitlab API过程解析,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下 使用 python-gi...