余弦调制的二维环

Question

我想制作一个内半径r1和外半径r2的环的图像，其值由余弦调制。 我已经这样做了，并尝试了几个选项（代码中的注释）：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

def circle(x_center,y_center,r):
        
    
    # theta = np.linspace(0, 2*np.pi, 500)    

    # x = r*np.cos(theta) - x_center
    # y = r*np.sin(theta) - y_center            

    xv = np.linspace(-r-1,r+1,500) 

    X,Y = np.meshgrid(xv, xv)
    profilegrid = np.ones(X.shape, float)
    for i, a in enumerate(X[0, :]):
        for k, z in enumerate(Y[:, 0]):
            theta = np.arctan(z/a) 
            current_radius = np.sqrt(a**2 + z**2)
            cond1 = current_radius <= r
            # cond2 = np.logical_and(np.abs(theta)>=0,np.abs(theta)<=pi)
            cond2 = a==a

            if np.logical_and(cond1,cond2)==False :
                profilegrid[i, k] = 0
            else : 
                profilegrid[i, k] = np.cos(theta)

    return xv,profilegrid

xv1,circle_big = circle(0,0,1)
xv2,circle_small = circle(0,0,0.5)

new = circle_big - circle_small
plt.imshow(new, interpolation="bicubic", 
            origin="lower", extent=[min(xv1),max(xv1),min(xv1),max(xv1)])
plt.colorbar()


plt.show()

但是输出图像给了我：

我的值应该在-1和1之间，而不是在0和1之间。此外，正如你所看到的，我要求将一个半径为r1=1的圆减去一个半径为r2=0.5的圆，以模拟圆环，但这个圆似乎要大一点

你知道这些问题的由来吗

编辑：

由于@tgrtim:

xv = np.linspace(-r-1,r+1,500)应固定并替换为：

xv = np.linspace(-2,2,500)

此外，值间隔[0:1]而不是[-1:1]的问题来自arctan边界。那么你知道如何改变它，只有一个最大值，没有像这样的镜像模式吗

Answer 1

镜像模式的问题可以通过函数math.atan2(y,x)而不是np.arctan(y/x)来解决