matplotlib plot_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，它不代表 z 尺度的大小，正如你从这里看到的 3D plot result。我的意思是如果你走一条 Z 不变的直线，你就看不到相同的颜色。我尝试更改 plot_surface 函数内的 ccount 和 rcount 或更改 Xtest 或 Ytest 数据的间隔，但没有任何帮助。我尝试了 and 的一些建议。不过好像没有关系。

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

我加了例子，但是用的是原方程，这里就不写了（很复杂），请看：Comparison。虽然左图是在 Matlab 中完成的（由我的导师），右图使用 matplotlib。你可以清楚地看到左边的情节真的很有意义，最亮的颜色总是在最大 z 轴上。不幸的是，我不知道matlab。我希望我可以通过使用 python 来做到这一点，希望这次编辑能让问题更清楚。

编辑 2 我确定这不是最佳解决方案。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。由于表面是一组线，我可以通过绘制大量等高线来生成正确的结果，使用：

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

正如您从此处所见，颜色图是正确的alternative1 但是剧情很沉重。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

我不知道这是如何实现的，但也许可以说说为什么会这样。 plot_surface 生成一个网格，其中顶点由 x 和 y 和 z 定义。每个补丁有 4 个角，并获得与其 z 值对应的颜色。看着情节吧可能是 4 个角的最大 z 值（只是一个猜测）。如果你仔细观察，当你向 +y 方向移动时，补丁的颜色实际上会变亮。但更明显的是 x 方向的颜色变化，产生你提到的斜率。

但如果每个补丁只有一种颜色，就无法避免这种情况。

如果将公式更改为 Z = (X**-1 + 10 * Y)

，您可能会更清楚地看到这一点

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)

同时显示曲面和轮廓 f3D 的绘图：

Answer 3

我想，绘制这种曲面的正式答案是使用 Axes3D.contour 和 Axes3D.contourf。基于 documentation ，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)

结果是here。颜色图显示正确 z-scale。它不像光滑表面那么完美，因为它取决于我们将其缩放多少或放置轮廓的多少。我不知道是否有办法通过 plot_surface 创建它。谢谢@swatchai。

matplotlib plot_surface 颜色图不随 z 轴缩放

matplotlib plot_surface colormap does not scale with the z-axis

python

3d

plot

matplotlib