如何在 matplotlib 中的 3d 条上绘制渐变填充

Question

现在有一些统计数据绘制在 (x, y) 上的 3d 条中。每个条形高度表示 (x,y) 平面方形网格中点的密度。现在，我可以在每个条上添加不同的颜色。但是，我想在 3d 条上放置渐进色，类似于 cmap，因此条将根据密度进行渐变填充。

from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

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

# height of the bars
z = np.ones((4, 4)) * np.arange(4)
# position of the bars
xpos, ypos = np.meshgrid(np.arange(4), np.arange(4))

xpos = xpos.flatten('F')

ypos = ypos.flatten('F')

zpos = np.zeros_like(xpos)


dx = 0.5 * np.ones_like(zpos)
dy = dx.copy()
dz = z.flatten()

ax.bar3d(xpos, ypos, zpos, dx, dy, dz, color='b', zsort='average')

plt.show()

输出上面的代码：

Answer 1

首先让我说，当涉及到复杂的 3D 绘图时，matplotlib 可能不是首选工具。

也就是说，没有内置方法可以在条形图的延伸范围内生成具有不同颜色的条形图。

因此，我们需要以某种方式模仿酒吧。可以在下面找到可能的解决方案。在这里，我们使用plot_surface绘图来创建一个包含渐变的条形图。

from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.colors 
import numpy as np

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection= Axes3D.name)

def make_bar(ax, x0=0, y0=0, width = 0.5, height=1 , cmap="viridis",  
              norm=matplotlib.colors.Normalize(vmin=0, vmax=1), **kwargs ):
    # Make data
    u = np.linspace(0, 2*np.pi, 4+1)+np.pi/4.
    v_ = np.linspace(np.pi/4., 3./4*np.pi, 100)
    v = np.linspace(0, np.pi, len(v_)+2 )
    v[0] = 0 ;  v[-1] = np.pi; v[1:-1] = v_
    x = np.outer(np.cos(u), np.sin(v))
    y = np.outer(np.sin(u), np.sin(v))
    z = np.outer(np.ones(np.size(u)), np.cos(v))

    xthr = np.sin(np.pi/4.)**2 ;  zthr = np.sin(np.pi/4.)
    x[x > xthr] = xthr; x[x < -xthr] = -xthr
    y[y > xthr] = xthr; y[y < -xthr] = -xthr
    z[z > zthr] = zthr  ; z[z < -zthr] = -zthr

    x *= 1./xthr*width; y *= 1./xthr*width
    z += zthr
    z *= height/(2.*zthr)
    #translate
    x += x0; y += y0
    #plot
    ax.plot_surface(x, y, z, cmap=cmap, norm=norm, **kwargs)

def make_bars(ax, x, y, height, width=1):
    widths = np.array(width)*np.ones_like(x)
    x = np.array(x).flatten()
    y = np.array(y).flatten()

    h = np.array(height).flatten()
    w = np.array(widths).flatten()
    norm = matplotlib.colors.Normalize(vmin=0, vmax=h.max())
    for i in range(len(x.flatten())):
        make_bar(ax, x0=x[i], y0=y[i], width = w[i] , height=h[i], norm=norm)


X, Y = np.meshgrid([1,2,3], [2,3,4])
Z = np.sin(X*Y)+1.5

make_bars(ax, X,Y,Z, width=0.2, )
plt.show()