matplotlib 将颜色条添加到线图序列

lrl1mhuk  于 2023-04-06  发布在  其他
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我有一个两个变量(x,y)的线图序列,其中有一个变量z的许多不同值。我通常会添加带有图例的线图,如下所示:

import matplotlib.pyplot as plt

fig = plt.figure()
ax  = fig.add_subplot(111)
# suppose mydata is a list of tuples containing (xs, ys, z) 
# where xs and ys are lists of x's and y's and z is a number. 
legns = []
for(xs,ys,z) in mydata:
   pl = ax.plot(xs,ys,color = (z,0,0))
   legns.append("z = %f"%(z))
ax.legends(legns) 
plt.show()

但是我有太多的图表,图例会覆盖图表。我宁愿有一个颜色条,指示与颜色对应的z值。我在画廊里找不到任何类似的东西,我所有的尝试都失败了。显然,我必须在尝试添加颜色条之前创建一个图的集合。
有什么简单的方法吗?谢谢。
编辑(澄清):
我想做这样的事情:

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.cm     as cm

fig = plt.figure()
ax  = fig.add_subplot(111)
mycmap = cm.hot
# suppose mydata is a list of tuples containing (xs, ys, z) 
# where xs and ys are lists of x's and y's and z is a number between 0 and 1
plots = []
for(xs,ys,z) in mydata:
   pl = ax.plot(xs,ys,color = mycmap(z))
   plots.append(pl)
fig.colorbar(plots)
plt.show()

但根据Matplotlib参考,这将不起作用,因为图的列表不是“可Map的”,无论这意味着什么。
我使用LineCollection创建了一个替代的plot函数:

def myplot(ax,xs,ys,zs, cmap):
    plot = lc([zip(x,y) for (x,y) in zip(xs,ys)], cmap = cmap)
    plot.set_array(array(zs))
    x0,x1 = amin(xs),amax(xs)
    y0,y1 = amin(ys),amax(ys)
    ax.add_collection(plot)
    ax.set_xlim(x0,x1)
    ax.set_ylim(y0,y1)
    return plot

xsys是x和y坐标列表的列表,zs是对每行着色的不同条件的列表。虽然感觉有点像cludge ......我认为会有一种更简洁的方法来做到这一点。我喜欢plt.plot()函数的灵活性。

osh3o9ms

osh3o9ms1#

(我知道这是一个老问题,但是...)Colorbars需要一个matplotlib.cm.ScalarMappableplt.plot产生的线不是标量可Map的,因此,为了制作一个colorbar,我们需要制作一个标量可Map的。
好的。所以ScalarMappable的构造函数接受一个cmap和一个norm示例。(norms将数据缩放到0-1的范围,cmaps您已经使用过,并接受0-1之间的数字并返回颜色)。所以在您的例子中:

import matplotlib.pyplot as plt
sm = plt.cm.ScalarMappable(cmap=my_cmap, norm=plt.normalize(min=0, max=1))
plt.colorbar(sm)

由于您的数据已经在0-1的范围内,因此可以将sm的创建简化为:

sm = plt.cm.ScalarMappable(cmap=my_cmap)

编辑:matplotlib v1.2或更高版本的代码变为:

import matplotlib.pyplot as plt
sm = plt.cm.ScalarMappable(cmap=my_cmap, norm=plt.normalize(vmin=0, vmax=1))
# fake up the array of the scalar mappable. Urgh...
sm._A = []
plt.colorbar(sm)

编辑:matplotlib v1.3或更高版本的代码变为:

import matplotlib.pyplot as plt
sm = plt.cm.ScalarMappable(cmap=my_cmap, norm=plt.Normalize(vmin=0, vmax=1))
# fake up the array of the scalar mappable. Urgh...
sm._A = []
plt.colorbar(sm)

编辑:matplotlib v3.1以上版本简化为:

import matplotlib.pyplot as plt
sm = plt.cm.ScalarMappable(cmap=my_cmap, norm=plt.Normalize(vmin=0, vmax=1))
plt.colorbar(sm)
uidvcgyl

uidvcgyl2#

这里有一种方法可以在使用plt.plot()的同时完成这个任务,基本上,你可以做一个一次性的图,然后从那里得到颜色条。

import matplotlib as mpl
import matplotlib.pyplot as plt

min, max = (-40, 30)
step = 10

# Setting up a colormap that's a simple transtion
mymap = mpl.colors.LinearSegmentedColormap.from_list('mycolors',['blue','red'])

# Using contourf to provide my colorbar info, then clearing the figure
Z = [[0,0],[0,0]]
levels = range(min,max+step,step)
CS3 = plt.contourf(Z, levels, cmap=mymap)
plt.clf()

# Plotting what I actually want
X=[[1,2],[1,2],[1,2],[1,2]]
Y=[[1,2],[1,3],[1,4],[1,5]]
Z=[-40,-20,0,30]
for x,y,z in zip(X,Y,Z):
    # setting rgb color based on z normalized to my range
    r = (float(z)-min)/(max-min)
    g = 0
    b = 1-r
    plt.plot(x,y,color=(r,g,b))
plt.colorbar(CS3) # using the colorbar info I got from contourf
plt.show()

这有点浪费,但很方便。如果你制作多个图,这也不是很浪费,因为你可以调用plt.colorbar()而不重新生成它的信息。

u3r8eeie

u3r8eeie3#

下面是一个稍微简单的例子,灵感来自于BorisHooked给出的最佳答案(谢谢你的好主意!):

1.离散彩条

离散colorbar更复杂,因为mpl.cm.get_cmap()生成的colormap不是colorbar()参数所需的可Map图像。需要生成一个dummie可Map图像,如下所示:

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib as mpl

n_lines = 5
x = np.linspace(0, 10, 100)
y = np.sin(x[:, None] + np.pi * np.linspace(0, 1, n_lines))
c = np.arange(1, n_lines + 1)

cmap = mpl.cm.get_cmap('jet', n_lines)

fig, ax = plt.subplots(dpi=100)
# Make dummie mappable
dummie_cax = ax.scatter(c, c, c=c, cmap=cmap)
# Clear axis
ax.cla()
for i, yi in enumerate(y.T):
    ax.plot(x, yi, c=cmap(i))
fig.colorbar(dummie_cax, ticks=c)
plt.show();

这将生成一个带有离散色条的图:

2.连续色条

连续色条较少涉及,因为mpl.cm.ScalarMappable()允许我们获得colorbar()的“图像”。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib as mpl

n_lines = 5
x = np.linspace(0, 10, 100)
y = np.sin(x[:, None] + np.pi * np.linspace(0, 1, n_lines))
c = np.arange(1, n_lines + 1)

norm = mpl.colors.Normalize(vmin=c.min(), vmax=c.max())
cmap = mpl.cm.ScalarMappable(norm=norm, cmap=mpl.cm.jet)
cmap.set_array([])

fig, ax = plt.subplots(dpi=100)
for i, yi in enumerate(y.T):
    ax.plot(x, yi, c=cmap.to_rgba(i + 1))
fig.colorbar(cmap, ticks=c)
plt.show();

这将生成一个带有连续色条的图:

**[旁注]**在这个例子中,我个人不知道为什么cmap.set_array([])是必要的(否则我们会得到错误消息)。如果有人了解幕后的原理,请评论:)

l3zydbqr

l3zydbqr4#

由于这里的其他答案尝试使用虚拟图,这不是真正的好风格,这里是一个通用的代码

离散彩条

离散色条的生成方式与连续色条的生成方式相同,只是使用了不同的Normalization。在这种情况下,应该使用BoundaryNorm

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.colors

n_lines = 5
x = np.linspace(0, 10, 100)
y = np.sin(x[:, None] + np.pi * np.linspace(0, 1, n_lines))
c = np.arange(1., n_lines + 1)

cmap = plt.get_cmap("jet", len(c))
norm = matplotlib.colors.BoundaryNorm(np.arange(len(c)+1)+0.5,len(c))
sm = plt.cm.ScalarMappable(norm=norm, cmap=cmap)
sm.set_array([])  # this line may be ommitted for matplotlib >= 3.1

fig, ax = plt.subplots(dpi=100)
for i, yi in enumerate(y.T):
    ax.plot(x, yi, c=cmap(i))
fig.colorbar(sm, ticks=c)
plt.show()

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