我知道这不能解决你的问题，但也许能解释为什么它会这样。
这与Matplotlib实际上没有3D引擎有关。Mplot 3D获取您的点并将其投影到2D图上（对于每个对象），然后Matplotlib一次绘制一个对象; Matplotlib是一个2D绘图框架，Mplot 3D是一种小技巧，可以让一些3D功能工作，而无需为Matplotlib编写一个完整的3D引擎。
这意味着你绘制不同图的顺序（在这种情况下是红点和黑点）很重要，如果你在红点之后绘制黑点，它们将出现在红点之前，无论它们的位置如何。
让我用另一个例子来说明这一点。

theta   = np.linspace(0, 2*np.pi, 100, endpoint=True)

helix_x = np.cos(3*theta)
helix_y = np.sin(3*theta)
helix_z = theta

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')    

line_x  = np.zeros(100)
line_y  = np.zeros(100)

ax.plot(line_x, line_y, theta, lw='3', color='r')
ax.plot(helix_x, helix_y, helix_z, lw='2', color='k')

ax.set_xlabel("Z")
ax.set_ylabel("X")
ax.set_zlabel("Y")

ax.set_xlim([-1.5,1.5])
ax.set_ylim([-1.5,1.5])
ax.set_zlim([0,2*np.pi])

这给出：x1c 0d1x
但从俯视图中你可以看到这条线在螺旋线内部：

但是，如果交换绘制这些线的顺序：

ax.plot(line_x, line_y, theta, lw='3', color='r')
ax.plot(helix_x, helix_y, helix_z, lw='2', color='k')

然后，您会看到在螺旋线之后绘制的直线：

最终，这意味着您必须手动确定哪些点将位于其他点的前面。然后，您可以使用zorder参数来确定哪些对象将位于其他对象的前面。但是你必须为每个透视图（Angular ，高度）做这件事。在这种情况下，您可能必须将内部线分解为“infront_of_helix”和“behind_helix”部分，然后分别在螺旋的前面和后面绘制它们。
我希望有人沿着对这件事做更多的阐述，因为我自己对这个主题很感兴趣。我知道mplot 3d有一些基本的方法来确保前面的点首先显示，我相信，当它使用着色算法时，但我不完全确定。

非常感谢你的解释：）我想它确实可能是这样的。但是我忘了在我的问题中说，无论ax.scatter命令的顺序如何，都会发生同样的事情，这很奇怪。在阅读您的答案之前，我发现ax.plot命令不会发生这种情况。因此，我替换了：

ax.scatter(outer_z[:n], outer_x[:n], outer_y[:n], c='black', marker='.', lw=0)
ax.scatter(inner_z[:n],  inner_x[:n], inner_y[:n], c='red', marker='.', lw=0)

由

ax.plot(outer_z[:n],  outer_x[:n], outer_y[:n], '.', markersize=1, color='black') 
ax.plot(inner_z[:n], inner_x[:n], inner_y[:n], '.', markersize=1, color='red')

我得到了下面的图片：

这对我很有效然而，我知道，如果我改变视角，我会让红色 shell 出现在黑色 shell 的顶部。我后来发现的一个问题是.plot函数没有vmin和vmax参数（和.scatter一样），这使得它更难将颜色定义为从vmin和vmax开始的渐变。