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三维绘图的选择 ： 新版Qt中有rhl,可以基于现代图形API绘制，vulkan,metal。
三维绘图的难点 ： 非真实感绘制，对渲染算法要求不高，难点在于提供一个通用的绘制模块
三维绘图的流程 ： 开发三维绘图的插件包集成到PyMiner中
三维绘图的原理及资源消耗：
这种曲线或者曲面的渲染，只要做了基本的优化，消耗的资源是非常少的，比如GPU资源要尽可能少的更新，调用DrawCall的次数尽可能少（尽量把绘制放到一个批次里）等。
三维绘图的pyqt的模块选择 ： QtCharts 或 QtDataVisualization 或 VTK
模块之间的取舍（优缺点）：
1、VTK开发难度相对另外两者来说难度更大，VTK更专业，也是一个比较庞大的类库，不但是绘图（2D和3D），还包含很多几何算法，比如网格简化，细分，曲率计算，求交等等，从长远考虑，VTK通用性更强些，VTK C++版就内置和QT的集成
2、QtChart是二维的曲线，条形图等，QtDataVisualization是三维的
三维绘图的探索 ：
对vtk python接口做一个封装实现三维绘图
方案：
VTK本身对于2D和3D的chart也都是有模块的，只需要将数据适配好就行了，数据适配：就是基础的数据，我们得有规范，打个比方就是，matlab里，很多第三方的模块，绘图或者模拟等，都是接受它的矩阵类型，我们也得有这些基础的类型，矩阵，向量，张量等等。其它的插件应该都是接受这些类型，因为所以这些图形或者几何的库，都会有自己的矩阵或者向量类型，我们在使用它们开发插件的时候，接收的都是我们自己的类型，但调用这些库时都要转化成他们需要的类型。这个数据类型的转化工作，对于其他模块的人必须是透明的。numpy应该是可以的，对于绘图或者几何处理来说，一般都是要求连续内存的格式，类似于C语言的数组或者c++的vector。可以用现成的数据类型比如numpy,但得定下规范。
重点： 但是基础数据格式，不仅仅是绘图，其它的各个模块都要尽量统一，减少转换。
补充 ： numpy和scipy和mpl基本可以替代matlab的基础。
绘图这块，各有各的优势，matlab交互很到位，但属性修改器不多，mpl的交互太渣，但各种属性修改都有涉及，甚至比matlab的多很多。停留在数组层面操作就足够了。
2020年9月17日补充：
vtk本就是开源的，可以在vtk基础上封装一个轻量级的三维数据可视化模块，数据格式跟pyminer主程序一致。但是vtk进行二维图像算法的效率较低，可以不用。
这个库满足数据渲染，一般交互，数据分割，创建模型，修改属性等，体积会很小。作者@暗里着迷月儿的光线投射算法是自己实现的，用在arm上。vtk自身就实现了光线投射算法。开源项目用于科学计算分析的话，建议直接封装vtk，满足pyminer
我尝试了一下，vtk还是比较好安装的。对于pyminer，可以考虑集成在程序内部。
但这个包大约有150M,大小比较感人；在线安装的话，pip经常会由于依赖问题把解释器的site_packages彻底弄崩。所以我建议推出一个几合一的包，集成vtk\pyopengl等常用环境，放在插件里面，由python解释器调用。这样即使安装失利，也不会影响到程序的安全性。
如果我们到时候有了速度比较快的服务器，那么或许可以考虑挂在自己的源上面，作为一种插件进行发布。这样安装起来不会像pip那样崩环境。
下图是我在当前的环境中调用外部第三方包运行的vtk。但是，集成mayavi，的确有点难度。
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import sys
import vtk
from PyQt5 import QtCore, QtGui
from PyQt5 import Qt
from vtk.qt.QVTKRenderWindowInteractor import QVTKRenderWindowInteractor
class MainWindow(Qt.QMainWindow):
def __init__(self, parent = None):
Qt.QMainWindow.__init__(self, parent)
self.frame = Qt.QFrame()
self.vl = Qt.QVBoxLayout()
self.vtkWidget = QVTKRenderWindowInteractor(self.frame)
self.vl.addWidget(self.vtkWidget)
self.ren = vtk.vtkRenderer()
self.vtkWidget.GetRenderWindow().AddRenderer(self.ren)
self.iren = self.vtkWidget.GetRenderWindow().GetInteractor()
# Create source
source = vtk.vtkSphereSource()
source.SetCenter(0, 0, 0)
source.SetRadius(5.0)
# Create a mapper
mapper = vtk.vtkPolyDataMapper()
mapper.SetInputConnection(source.GetOutputPort())
# Create an actor
actor = vtk.vtkActor()
actor.SetMapper(mapper)
self.ren.AddActor(actor)
self.ren.ResetCamera()
self.frame.setLayout(self.vl)
self.setCentralWidget(self.frame)
self.show()
self.iren.Initialize()
self.iren.Start()
if __name__ == "__main__":
app = Qt.QApplication(sys.argv)
window = MainWindow()
sys.exit(app.exec_())
注意： 源码编译VTK时，在cmake中启用如下选项
vtk集成进pyminer不会存在很大问题的。
import sys
import vtk
from PyQt5 import QtCore, QtGui
from PyQt5 import Qt
from vtk.numpy_interface import dataset_adapter as dsa
from vtk.qt.QVTKRenderWindowInteractor import QVTKRenderWindowInteractor
import numpy as np
class MainWindow(Qt.QMainWindow):
def __init__(self, parent = None):
Qt.QMainWindow.__init__(self, parent)
self.frame = Qt.QFrame()
self.vl = Qt.QVBoxLayout()
self.vtkWidget = QVTKRenderWindowInteractor(self.frame)
self.vl.addWidget(self.vtkWidget)
self.ren = vtk.vtkRenderer()
self.vtkWidget.GetRenderWindow().AddRenderer(self.ren)
self.iren = self.vtkWidget.GetRenderWindow().GetInteractor()
# Create source
source = vtk.vtkSphereSource()
source.SetCenter(0, 0, 0)
source.SetRadius(5.0)
source.Update()
# use numpy interface
old = source.GetOutput()
old = dsa.WrapDataObject(old)
points = old.GetPoints()
cells = old.GetPolygons()
print(points)
print(cells)
types = np.full(int(len(cells)/4),vtk.VTK_TRIANGLE,dtype=np.uint8)
print(types)
locs = np.arange(0,len(cells),4,dtype=np.int32)
print(locs)
newSource = vtk.vtkUnstructuredGrid()
newSource = dsa.WrapDataObject(newSource)
newSource.SetPoints(points)
newSource.SetCells(types,locs,cells)
# Create a mapper
mapper = vtk.vtkDataSetMapper()
# mapper.SetInputConnection(source.GetOutputPort())
mapper.SetInputData(newSource.VTKObject)
# Create an actor
actor = vtk.vtkActor()
actor.SetMapper(mapper)
self.ren.AddActor(actor)
self.ren.ResetCamera()
self.frame.setLayout(self.vl)
self.setCentralWidget(self.frame)
self.show()
self.iren.Initialize()
self.iren.Start()
if __name__ == "__main__":
app = Qt.QApplication(sys.argv)
window = MainWindow()
sys.exit(app.exec_())
总得来说， python3+pyqt+vtk+numpy，是可行的。难点在于各个模块（插件）间数据交互的标准。
可以使用pyvista，这个库已经封装vtk
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