matplotlibplot_surface颜色图不随z轴缩放

Question

我尝试使用 matplotlib 的plot_surface 制作简单的 3D 绘图，下面是最小的示例：

import numpy as np

import matplotlib.pyplot as plt

from matplotlib import cm

x_test = np.arange(0.001, 0.01, 0.0005)

y_test = np.arange(0.1, 100, 0.05)

fig = plt.figure()

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

Xtest, Ytest = np.meshgrid(x_test, y_test)

Ztest = Xtest**-1 + Ytest

surf = ax.plot_surface(Xtest, Ytest, Ztest,

                       cmap=cm.plasma, alpha=1,

                       antialiased=False)

fig.colorbar(surf, shrink=0.5, aspect=5)

ax.set_ylabel(r'$ Y $', fontsize=16)

ax.set_xlabel(r'$ X $', fontsize=16)

ax.set_zlabel(r'$ Z $', fontsize=16)

结果给出了奇怪的颜色图，它并不代表 z 尺度的大小，正如您可以从这里看到的3D 绘图结果。我的意思是，如果你沿着 Z 轴不变的直线，你不会看到相同的颜色。我尝试更改ccountandrcount内部plot_surface函数或更改 Xtest 或 Ytest 数据的间隔，但没有任何帮助。我尝试了这里和这里的一些建议。但似乎没有关联。

你能帮我解决这个问题吗？这似乎是一个简单的问题，但我无法解决。谢谢！

编辑

我添加了示例，但使用了我没有在这里写的原始方程（它很复杂），请看一下：Comparison。左图是在 Matlab 中完成的（由我的顾问完成），右图是使用 matplotlib 完成的。您可以清楚地看到左侧的图确实很有意义，最亮的颜色始终位于最大 z 轴上。不幸的是，我不懂matlab。我希望我可以使用 python 来做到这一点，希望这次编辑能让问题更清楚。

编辑2 我确信这不是最好的解决方案。这就是为什么我把它放在这里，而不是作为答案。正如 @swatchai 建议使用contour3D. 由于曲面是一组线，因此我可以通过绘制大量轮廓线来生成正确的结果，方法是：

surf = ax.contour3D(Xtest, Ytest, Ztest, 500, cmap=cm.plasma,
                 alpha=0.5, antialiased=False)

正如您可以从这里看到的那样，颜色图是正确的alternative1 但情节非常沉重。当你放大时，它看起来不太好，除非你再次增加轮廓的数量。欢迎任何建议:)。

Answer 1

我不知道如何实现这一点，但也许可以解释一下为什么会发生这种情况。 plot_surface生成一个网格，其中顶点由x和y和定义z。每个面片都有 4 个角，并获得与其 z 值相对应的颜色。查看该图，它可能是 4 个角的最大 z 值（只是猜测）。如果您仔细观察，当您向 +y 方向移动时，色块的颜色实际上会变浅。但更明显的是x方向上的颜色变化，产生了你提到的斜坡。但如果每个补丁只有单一颜色，这就无法避免。如果将公式更改为，您可能会更清楚地看到这一点Z = (X**-1 + 10 * Y)

Answer 2

曲面图的行为不是您所期望的。只有contour3D 或contourf3D 可以显示此类行为。这是相关代码，您可以尝试获取以下情节：surf = ax.plot_surface(Xtest, Ytest, Ztest, cmap=cm.plasma, alpha=0.55) ax.contourf3D(Xtest, Ytest, Ztest, cmap=cm.plasma)显示曲面和轮廓的图：

Answer 3

我想，绘制这种曲面的正式答案是使用Axes3D.contour和Axes3D.contourf。例如：surf2 = ax.contourf(Xtest, Ytest, Ztest, 250, cmap=cm.plasma,                     alpha=0.6, antialiased=False) surf = ax.contour(Xtest, Ytest, Ztest, 250, cmap=cm.plasma,                   alpha=0.6, antialiased=False)颜色图显示正确的 z 比例。它不像光滑表面那么完美，因为这取决于我们缩放多少或放置轮廓多少。我不知道是否有办法通过plot_surface创建它。