如何在Python中绘制径向变化、角度恒定的特殊图形

首先修正你代码里的语法问题：NumPy中数组间的乘法直接用*即可，.*是MATLAB的写法，Python里不支持。

接下来，要绘制类似嵌套圆环的效果，我们可以利用Matplotlib的极坐标绘图功能，将func作为每个圆环的颜色（或粗细）属性，每个圆环对应一个径向值rho，角度覆盖0到2π。具体实现如下：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# 定义参数
a = 0.819 * 10**-3
b = 2.73 * 10**-3
Vo = 11.27

# 生成径向变量rho（减少采样数量避免圆环过于密集）
rho = np.linspace(0.0645, 0.215, 20)
# 计算func值
func = (Vo / np.log(b/a)) * (1 / rho)

# 创建极坐标画布
fig, ax = plt.subplots(subplot_kw={'projection': 'polar'})

# 遍历每个rho和对应的func值，绘制嵌套圆环
for r, val in zip(rho, func):
    theta = np.linspace(0, 2*np.pi, 1000)
    # 固定径向值r，角度遍历0到2π，颜色由func值映射
    ax.plot(theta, np.full_like(theta, r), color=plt.cm.viridis(val / func.max()), linewidth=2)

# 添加颜色条对应func值
sm = plt.cm.ScalarMappable(cmap='viridis', norm=plt.Normalize(vmin=func.min(), vmax=func.max()))
sm.set_array([])
fig.colorbar(sm, label='func值')

# 调整显示
ax.set_title('径向按func变化的嵌套圆环', y=1.1)
plt.show()

关键说明： #

• 调整rho的采样数量可以控制圆环的疏密程度，按需修改即可。
• 如果需要让圆环粗细随func变化，只需将linewidth设置为与val相关的表达式，比如linewidth=val * 0.5。

如果你的需求是固定角度、径向按func变化绘制射线（视觉上也会有辐射状嵌套效果），可以改用以下代码：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

a = 0.819 * 10**-3
b = 2.73 * 10**-3
Vo = 11.27

# 生成多个固定角度
thetas = np.linspace(0, 2*np.pi, 20)
# 生成径向变量rho
rho = np.linspace(0.0645, 0.215, 1000)
func = (Vo / np.log(b/a)) * (1 / rho)

fig, ax = plt.subplots(subplot_kw={'projection': 'polar'})

for theta in thetas:
    # 固定角度，径向坐标为func值
    ax.plot(np.full_like(rho, theta), func, color=plt.cm.viridis(theta/(2*np.pi)), linewidth=2)

ax.set_title('角度恒定、径向按func变化的射线', y=1.1)
plt.show()

内容的提问来源于stack exchange，提问作者lub2354