Python：numpy.rot90() 三维矩阵绕着某一轴旋转

文章目录

- [1. numpy.rot90() 语法](#1. numpy.rot90() 语法)
- [2. numpy.rot90() 举例说明](#2. numpy.rot90() 举例说明)
- 3.axes说明

在NumPy中，可以使用 numpy.rot90() 函数对三维矩阵绕着某个轴旋转。

1. numpy.rot90() 语法

numpy.rot90(m, k=1, axes=(0, 1)).

m: 输入的数组。
k: 旋转的次数，默认为1。
axes: 旋转的轴，默认为(0, 1)。旋转方向：是从第一轴到第二轴

2. numpy.rot90() 举例说明

下面是一个具体的例子，演示如何在三维矩阵上绕着某个轴旋转：

python 复制代码

import numpy as np

# 创建一个三维数组
matrix_3d = np.array([[[1, 2, 3], [4, 5, 6]],
                      [[7, 8, 9], [10, 11, 12]],
                      [[13, 14, 15], [16, 17, 18]]])

# 使用 rot90 函数绕着第三个轴逆时针旋转90度
result_3d = np.rot90(matrix_3d, k=1, axes=(2, 0))

# 输出原始三维数组和旋转后的数组
print("原始三维数组：")
print(matrix_3d)

print("\n绕着第三个轴逆时针旋转90度后的数组：")
print(result_3d)

这里的 axes=(2, 0) 表示绕着第三个轴逆时针旋转（z轴到x轴：）90度。

输出结果如下：

python 复制代码

原始三维数组：
[[[ 1  2  3]
  [ 4  5  6]]

 [[ 7  8  9]
  [10 11 12]]

 [[13 14 15]
  [16 17 18]]]

绕着第三个轴逆时针旋转90度后的数组：
[[[ 1  7 13]
  [ 4 10 16]]

 [[ 2  8 14]
  [ 5 11 17]]

 [[ 3  9 15]
  [ 6 12 18]]]

通过指定 k 参数，还可以实现不同次数的旋转。

3.axes说明

axes 参数用于指定绕着哪两个轴进行旋转。在三维矩阵中，通常有三个轴：0、1、2。这些轴分别对应数组的三个维度x，y，z。

考虑一个三维矩阵 arr，其形状为 (n, m, p)，其中 n、m、p 分别是矩阵在三个维度上的大小。axes 参数是一个包含两个元素的元组，用于指定旋转操作涉及的两个轴。

例如，axes=(1, 2) 表示绕着第一个轴旋转，方向为第二个轴到第三个轴。

下面是一个例子，演示了不同 axes 参数值对旋转结果的影响：

python 复制代码

import numpy as np

arr = np.array([[[1, 2], [3, 4]],
                [[5, 6], [7, 8]]])

# 默认情况下，绕着前两个轴 (0, 1) 逆时针旋转90度
result_default = np.rot90(arr)
print("默认情况下绕着前两个轴逆时针旋转90度：")
print(result_default)

# 指定 axes=(0, 2)，绕着第一个轴和第三个轴逆时针旋转90度
result_axes_0_2 = np.rot90(arr, axes=(0, 2))
print("\n指定 axes=(0, 2)，绕着第一个轴和第三个轴逆时针旋转90度：")
print(result_axes_0_2)

输出结果：

python 复制代码

默认情况下绕着前两个轴逆时针旋转90度：
[[[2 4]
  [1 3]]

 [[6 8]
  [5 7]]]

指定 axes=(0, 2)，绕着第一个轴和第三个轴逆时针旋转90度：
[[[3 1]
  [4 2]]

 [[7 5]
  [8 6]]]

通过调整 axes 参数，你可以控制旋转的轴，从而影响旋转结果。