Delete src/streamlit_app.py
Browse files- src/streamlit_app.py +0 -305
src/streamlit_app.py
DELETED
|
@@ -1,305 +0,0 @@
|
|
| 1 |
-
import numpy as np
|
| 2 |
-
import pandas as pd
|
| 3 |
-
import plotly.graph_objects as go
|
| 4 |
-
from scipy.interpolate import LinearNDInterpolator
|
| 5 |
-
from scipy.spatial import Delaunay
|
| 6 |
-
import plotly.express as px
|
| 7 |
-
|
| 8 |
-
def barycentric_to_cartesian(df):
|
| 9 |
-
"""
|
| 10 |
-
Преобразует барицентрические координаты в декартовы для тетраэдра.
|
| 11 |
-
"""
|
| 12 |
-
# Вершины правильного тетраэдра
|
| 13 |
-
vertices = np.array([
|
| 14 |
-
[0, 0, 0], # v0
|
| 15 |
-
[1, 0, 0], # v1
|
| 16 |
-
[0.5, np.sqrt(3)/2, 0], # v2
|
| 17 |
-
[0.5, np.sqrt(3)/6, np.sqrt(6)/3] # v3
|
| 18 |
-
])
|
| 19 |
-
|
| 20 |
-
# Преобразование координат
|
| 21 |
-
bary_coords = df[['x1', 'x2', 'x3', 'x4']].values
|
| 22 |
-
cartesian_coords = np.dot(bary_coords, vertices)
|
| 23 |
-
|
| 24 |
-
result_df = df.copy()
|
| 25 |
-
result_df['x'] = cartesian_coords[:, 0]
|
| 26 |
-
result_df['y'] = cartesian_coords[:, 1]
|
| 27 |
-
result_df['z'] = cartesian_coords[:, 2]
|
| 28 |
-
|
| 29 |
-
return result_df
|
| 30 |
-
|
| 31 |
-
|
| 32 |
-
def add_tetrahedron_wireframe(fig, vertices):
|
| 33 |
-
"""Добавляет каркас тетраэдра и подписи вершин"""
|
| 34 |
-
edges = [
|
| 35 |
-
[0, 1], [0, 2], [0, 3],
|
| 36 |
-
[1, 2], [1, 3], [2, 3]
|
| 37 |
-
]
|
| 38 |
-
|
| 39 |
-
for edge in edges:
|
| 40 |
-
x_line = [vertices[edge[0]][0], vertices[edge[1]][0]]
|
| 41 |
-
y_line = [vertices[edge[0]][1], vertices[edge[1]][1]]
|
| 42 |
-
z_line = [vertices[edge[0]][2], vertices[edge[1]][2]]
|
| 43 |
-
|
| 44 |
-
fig.add_trace(go.Scatter3d(
|
| 45 |
-
x=x_line, y=y_line, z=z_line,
|
| 46 |
-
mode='lines',
|
| 47 |
-
line=dict(color='black', width=4),
|
| 48 |
-
showlegend=False
|
| 49 |
-
))
|
| 50 |
-
|
| 51 |
-
vertex_labels = ['V₁ (x₁=1)', 'V₂ (x₂=1)', 'V₃ (x₃=1)', 'V₄ (x₄=1)']
|
| 52 |
-
fig.add_trace(go.Scatter3d(
|
| 53 |
-
x=vertices[:, 0],
|
| 54 |
-
y=vertices[:, 1],
|
| 55 |
-
z=vertices[:, 2],
|
| 56 |
-
mode='text+markers',
|
| 57 |
-
text=vertex_labels,
|
| 58 |
-
textposition="top center",
|
| 59 |
-
marker=dict(size=8, color='red'),
|
| 60 |
-
showlegend=False
|
| 61 |
-
))
|
| 62 |
-
|
| 63 |
-
|
| 64 |
-
def create_tetrahedron_isosurfaces_correct(df, temperatures, resolution=60):
|
| 65 |
-
"""
|
| 66 |
-
Правильное построение изоповерхностей с помощью Marching Tetrahedra.
|
| 67 |
-
"""
|
| 68 |
-
df_cartesian = barycentric_to_cartesian(df)
|
| 69 |
-
|
| 70 |
-
# Вершины тетраэдра
|
| 71 |
-
vertices = np.array([
|
| 72 |
-
[0, 0, 0],
|
| 73 |
-
[1, 0, 0],
|
| 74 |
-
[0.5, np.sqrt(3)/2, 0],
|
| 75 |
-
[0.5, np.sqrt(3)/6, np.sqrt(6)/3]
|
| 76 |
-
])
|
| 77 |
-
|
| 78 |
-
# Создаем интерполятор в ДЕКАРТОВЫХ координатах
|
| 79 |
-
points = df_cartesian[['x', 'y', 'z']].values
|
| 80 |
-
temp_values = df_cartesian['T, C'].values
|
| 81 |
-
|
| 82 |
-
valid_mask = ~np.isnan(temp_values)
|
| 83 |
-
points = points[valid_mask]
|
| 84 |
-
temp_values = temp_values[valid_mask]
|
| 85 |
-
|
| 86 |
-
interpolator = LinearNDInterpolator(points, temp_values)
|
| 87 |
-
|
| 88 |
-
# Создаем регулярную сетку в барицентрических координатах
|
| 89 |
-
u = np.linspace(0, 1, resolution)
|
| 90 |
-
v = np.linspace(0, 1, resolution)
|
| 91 |
-
w = np.linspace(0, 1, resolution)
|
| 92 |
-
|
| 93 |
-
U, V, W = np.meshgrid(u, v, w, indexing='ij')
|
| 94 |
-
|
| 95 |
-
# Фильтруем точки внутри тетраэдра (u+v+w <= 1)
|
| 96 |
-
mask = (U + V + W) <= 1
|
| 97 |
-
U_valid = U[mask]
|
| 98 |
-
V_valid = V[mask]
|
| 99 |
-
W_valid = W[mask]
|
| 100 |
-
T_valid = 1 - U_valid - V_valid - W_valid
|
| 101 |
-
|
| 102 |
-
# Преобразуем в декартовы координаты
|
| 103 |
-
bary_coords = np.column_stack([U_valid, V_valid, W_valid, T_valid])
|
| 104 |
-
grid_points = np.dot(bary_coords, vertices)
|
| 105 |
-
|
| 106 |
-
# Интерполируем температуру в ДЕКАРТОВЫХ координатах
|
| 107 |
-
grid_temps = interpolator(grid_points)
|
| 108 |
-
|
| 109 |
-
# Создаем триангуляцию для регулярной сетки
|
| 110 |
-
print("Создаем триангуляцию для регулярной сетки...")
|
| 111 |
-
try:
|
| 112 |
-
tri = Delaunay(grid_points)
|
| 113 |
-
print(f"Создано {len(tri.simplices)} тетраэдров")
|
| 114 |
-
except Exception as e:
|
| 115 |
-
print(f"Ошибка триангуляции: {e}")
|
| 116 |
-
return None
|
| 117 |
-
|
| 118 |
-
fig = go.Figure()
|
| 119 |
-
|
| 120 |
-
for temp in temperatures:
|
| 121 |
-
print(f"Строим изоповерхность для {temp}°C")
|
| 122 |
-
|
| 123 |
-
vertices_list = []
|
| 124 |
-
faces_list = []
|
| 125 |
-
|
| 126 |
-
# Для каждого тетраэдра в сетке
|
| 127 |
-
for tetra in tri.simplices:
|
| 128 |
-
tetra_points = grid_points[tetra]
|
| 129 |
-
tetra_temps = grid_temps[tetra]
|
| 130 |
-
|
| 131 |
-
# Определяем, какие вершины выше/ниже изоповерхности
|
| 132 |
-
above = tetra_temps >= temp
|
| 133 |
-
below = tetra_temps < temp
|
| 134 |
-
|
| 135 |
-
# Если все вершины с одной стороны - пропускаем
|
| 136 |
-
if np.all(above) or np.all(below):
|
| 137 |
-
continue
|
| 138 |
-
|
| 139 |
-
# Находим пересечения изоповерхности с р��брами тетраэдра
|
| 140 |
-
intersections = []
|
| 141 |
-
intersection_edges = []
|
| 142 |
-
|
| 143 |
-
# Проверяем все ребра тетраэдра
|
| 144 |
-
edges = [(0,1), (0,2), (0,3), (1,2), (1,3), (2,3)]
|
| 145 |
-
for i, (idx1, idx2) in enumerate(edges):
|
| 146 |
-
temp1, temp2 = tetra_temps[idx1], tetra_temps[idx2]
|
| 147 |
-
point1, point2 = tetra_points[idx1], tetra_points[idx2]
|
| 148 |
-
|
| 149 |
-
# Если ребро пересекает изоповерхность
|
| 150 |
-
if (temp1 >= temp and temp2 < temp) or (temp1 < temp and temp2 >= temp):
|
| 151 |
-
# Линейная интерполяция
|
| 152 |
-
t = (temp - temp1) / (temp2 - temp1)
|
| 153 |
-
intersection_point = point1 + t * (point2 - point1)
|
| 154 |
-
intersections.append(intersection_point)
|
| 155 |
-
intersection_edges.append((idx1, idx2))
|
| 156 |
-
|
| 157 |
-
# Формируем полигоны в зависимости от количества пересечений
|
| 158 |
-
if len(intersections) == 3:
|
| 159 |
-
# Один треугольник
|
| 160 |
-
start_idx = len(vertices_list)
|
| 161 |
-
vertices_list.extend(intersections)
|
| 162 |
-
faces_list.append([start_idx, start_idx+1, start_idx+2])
|
| 163 |
-
|
| 164 |
-
elif len(intersections) == 4:
|
| 165 |
-
# Четырехугольник - разбиваем на 2 треугольника
|
| 166 |
-
start_idx = len(vertices_list)
|
| 167 |
-
vertices_list.extend(intersections)
|
| 168 |
-
|
| 169 |
-
# Первый вариант разбиения (диагональ 0-2)
|
| 170 |
-
faces_list.append([start_idx, start_idx+1, start_idx+2])
|
| 171 |
-
faces_list.append([start_idx, start_idx+2, start_idx+3])
|
| 172 |
-
|
| 173 |
-
# Альтернативный вариант разбиения (диагональ 1-3)
|
| 174 |
-
# faces_list.append([start_idx, start_idx+1, start_idx+3])
|
| 175 |
-
# faces_list.append([start_idx+1, start_idx+2, start_idx+3])
|
| 176 |
-
|
| 177 |
-
# Добавляем изоповерхность
|
| 178 |
-
if vertices_list:
|
| 179 |
-
vertices_array = np.array(vertices_list)
|
| 180 |
-
x = vertices_array[:, 0]
|
| 181 |
-
y = vertices_array[:, 1]
|
| 182 |
-
z = vertices_array[:, 2]
|
| 183 |
-
|
| 184 |
-
i_list, j_list, k_list = [], [], []
|
| 185 |
-
for face in faces_list:
|
| 186 |
-
i_list.append(face[0])
|
| 187 |
-
j_list.append(face[1])
|
| 188 |
-
k_list.append(face[2])
|
| 189 |
-
|
| 190 |
-
color_idx = temperatures.index(temp) % len(px.colors.qualitative.Set1)
|
| 191 |
-
fig.add_trace(go.Mesh3d(
|
| 192 |
-
x=x, y=y, z=z,
|
| 193 |
-
i=i_list, j=j_list, k=k_list,
|
| 194 |
-
color=px.colors.qualitative.Set1[color_idx],
|
| 195 |
-
opacity=0.7,
|
| 196 |
-
name=f'{temp}°C',
|
| 197 |
-
flatshading=True,
|
| 198 |
-
lighting=dict(diffuse=0.8, ambient=0.3),
|
| 199 |
-
lightposition=dict(x=100, y=100, z=100)
|
| 200 |
-
))
|
| 201 |
-
print(f"Добавлено {len(faces_list)} треугольников для температуры {temp}°C")
|
| 202 |
-
else:
|
| 203 |
-
print(f"Не найдено пересечений для температуры {temp}°C")
|
| 204 |
-
|
| 205 |
-
# Добавляем каркас тетраэдра
|
| 206 |
-
add_tetrahedron_wireframe(fig, vertices)
|
| 207 |
-
|
| 208 |
-
fig.update_layout(
|
| 209 |
-
title='Правильные изоповерхности в тетраэдре',
|
| 210 |
-
scene=dict(
|
| 211 |
-
xaxis_title='X',
|
| 212 |
-
yaxis_title='Y',
|
| 213 |
-
zaxis_title='Z',
|
| 214 |
-
aspectmode='data',
|
| 215 |
-
camera=dict(eye=dict(x=1.5, y=1.5, z=1.5))
|
| 216 |
-
),
|
| 217 |
-
width=1000,
|
| 218 |
-
height=800
|
| 219 |
-
)
|
| 220 |
-
|
| 221 |
-
return fig
|
| 222 |
-
|
| 223 |
-
|
| 224 |
-
# 🎯 Создание тестовых данных
|
| 225 |
-
def generate_test_data(n_points=100):
|
| 226 |
-
"""
|
| 227 |
-
Генерирует случайные барицентрические координаты и температуры
|
| 228 |
-
"""
|
| 229 |
-
# Генерируем случайные барицентрические координаты
|
| 230 |
-
# x1 + x2 + x3 + x4 = 1, все >= 0
|
| 231 |
-
data = np.random.dirichlet([1, 1, 1, 1], size=n_points)
|
| 232 |
-
|
| 233 |
-
# Создаем DataFrame
|
| 234 |
-
df = pd.DataFrame(data, columns=['x1', 'x2', 'x3', 'x4'])
|
| 235 |
-
|
| 236 |
-
# Генерируем температуры в разумном диапазоне
|
| 237 |
-
# Например, температура зависит от барицентрических координат
|
| 238 |
-
df['T, C'] = 50 + 30 * (df['x1'] * 0.5 + df['x2'] * 0.3 + df['x3'] * 0.2 + df['x4'] * 0.1) + \
|
| 239 |
-
np.random.normal(0, 2, size=n_points) # добавляем шум
|
| 240 |
-
|
| 241 |
-
return df
|
| 242 |
-
|
| 243 |
-
|
| 244 |
-
# 🚀 Основной код для Streamlit
|
| 245 |
-
if __name__ == "__main__":
|
| 246 |
-
import streamlit as st
|
| 247 |
-
|
| 248 |
-
st.title("Изоповерхности в тетраэдре")
|
| 249 |
-
|
| 250 |
-
# 📁 Загрузка Excel-ф��йла
|
| 251 |
-
uploaded_file = st.file_uploader(
|
| 252 |
-
"Загрузите Excel файл с данными (x1, x2, x3, x4, T, C)",
|
| 253 |
-
type=["xlsx", "xls"],
|
| 254 |
-
help="Файл должен содержать столбцы: x1, x2, x3, x4, T, C"
|
| 255 |
-
)
|
| 256 |
-
|
| 257 |
-
if uploaded_file is not None:
|
| 258 |
-
# Читаем Excel-файл
|
| 259 |
-
try:
|
| 260 |
-
data = pd.read_excel(uploaded_file)
|
| 261 |
-
st.success("Файл успешно загружен!")
|
| 262 |
-
|
| 263 |
-
# Проверяем, что все нужные столбцы есть
|
| 264 |
-
required_columns = ['x1', 'x2', 'x3', 'x4', 'T, C']
|
| 265 |
-
missing_cols = [col for col in required_columns if col not in data.columns]
|
| 266 |
-
|
| 267 |
-
if missing_cols:
|
| 268 |
-
st.error(f"⚠️ В файле отсутствуют следующие столбцы: {missing_cols}")
|
| 269 |
-
st.stop()
|
| 270 |
-
|
| 271 |
-
st.write("Пример данных из файла:")
|
| 272 |
-
st.dataframe(data.head(10))
|
| 273 |
-
|
| 274 |
-
except Exception as e:
|
| 275 |
-
st.error(f"Ошибка при чтении файла: {e}")
|
| 276 |
-
st.stop()
|
| 277 |
-
else:
|
| 278 |
-
# Если файл не загружен - используем тестовые данные
|
| 279 |
-
st.info("Файл не загружен. Используются тестовые данные.")
|
| 280 |
-
data = generate_test_data(n_points=200)
|
| 281 |
-
|
| 282 |
-
|
| 283 |
-
# Параметры
|
| 284 |
-
available_temps = sorted(data['T, C'].dropna().unique())
|
| 285 |
-
if len(available_temps) > 0:
|
| 286 |
-
default_temps = [available_temps[0]] if len(available_temps) == 1 else [available_temps[0], available_temps[-1]]
|
| 287 |
-
else:
|
| 288 |
-
default_temps = [64.5, 81]
|
| 289 |
-
|
| 290 |
-
target_temperatures = st.multiselect(
|
| 291 |
-
"Выберите температуры для изоповерхностей",
|
| 292 |
-
options=sorted(data['T, C'].dropna().unique()),
|
| 293 |
-
default=default_temps
|
| 294 |
-
)
|
| 295 |
-
|
| 296 |
-
resolution = st.slider("Разрешение сетки", min_value=20, max_value=100, value=60)
|
| 297 |
-
|
| 298 |
-
if st.button("Построить изоповерхности"):
|
| 299 |
-
with st.spinner("Идет построение..."):
|
| 300 |
-
fig = create_tetrahedron_isosurfaces_correct(data, target_temperatures, resolution=resolution)
|
| 301 |
-
|
| 302 |
-
if fig:
|
| 303 |
-
st.plotly_chart(fig, use_container_width=True)
|
| 304 |
-
else:
|
| 305 |
-
st.error("Не удалось построить изоповерхности")
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|