设置颜色条范围

Question

我有以下代码：

import matplotlib.pyplot as plt

cdict = {
  'red'  :  ( (0.0, 0.25, .25), (0.02, .59, .59), (1., 1., 1.)),
  'green':  ( (0.0, 0.0, 0.0), (0.02, .45, .45), (1., .97, .97)),
  'blue' :  ( (0.0, 1.0, 1.0), (0.02, .75, .75), (1., 0.45, 0.45))
}
 
cm = m.colors.LinearSegmentedColormap('my_colormap', cdict, 1024)
 
plt.clf()
plt.pcolor(X, Y, v, cmap=cm)
plt.loglog()
plt.xlabel('X Axis')
plt.ylabel('Y Axis')
 
plt.colorbar()
plt.show()

这会使用指定的颜色图生成 X 轴与 Y 轴上的值 v 的图表。 X 轴和 Y 轴是完美的，但颜色图在 v 的最小值和最大值之间分布。我想强制颜色图的范围在 0 和 1 之间。

我想到使用：

plt.axis(...)

设置轴的范围，但这仅需要 X 和 Y 的最小值和最大值的参数，而不是颜色图。

编辑：

为了清楚起见，假设我有一个图的值范围为 (0 ... 0.3)，另一个图的值范围为 (0.2 ... 0.8)。

在这两个图中，我希望颜色条的范围为 (0 ... 1)。在这两个图中，我希望使用上面的整个 cdict 范围使该颜色范围相同（因此两个图中的 0.25 将是相同的颜色）。在第一个图表中，0.3 到 1.0 之间的所有颜色都不会出现在图表中，但会出现在侧面的颜色条键中。在另一种情况下，0 到 0.2 之间以及 0.8 到 1 之间的所有颜色都不会出现在图表中，但会出现在侧面的颜色栏中。

Answer 1

使用 vmin 和 vmax 强制颜色范围。这是一个示例：

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

cdict = {
  'red'  :  ( (0.0, 0.25, .25), (0.02, .59, .59), (1., 1., 1.)),
  'green':  ( (0.0, 0.0, 0.0), (0.02, .45, .45), (1., .97, .97)),
  'blue' :  ( (0.0, 1.0, 1.0), (0.02, .75, .75), (1., 0.45, 0.45))
}

cm = m.colors.LinearSegmentedColormap('my_colormap', cdict, 1024)

x = np.arange(0, 10, .1)
y = np.arange(0, 10, .1)
X, Y = np.meshgrid(x,y)

data = 2*( np.sin(X) + np.sin(3*Y) )

def do_plot(n, f, title):
    #plt.clf()
    plt.subplot(1, 3, n)
    plt.pcolor(X, Y, f(data), cmap=cm, vmin=-4, vmax=4)
    plt.title(title)
    plt.colorbar()

plt.figure()
do_plot(1, lambda x:x, "all")
do_plot(2, lambda x:np.clip(x, -4, 0), "<0")
do_plot(3, lambda x:np.clip(x, 0, 4), ">0")
plt.show()

Answer 2

使用 CLIM 函数（相当于 CAXIS 函数）：

plt.pcolor(X, Y, v, cmap=cm)
plt.clim(-4,4)  # identical to caxis([-4,4]) in MATLAB
plt.show()

Answer 3

不确定这是否是最优雅的解决方案（这就是我使用的），但您可以将数据缩放到 0 到 1 之间的范围，然后修改颜色条：

import matplotlib as mpl
...
ax, _ = mpl.colorbar.make_axes(plt.gca(), shrink=0.5)
cbar = mpl.colorbar.ColorbarBase(ax, cmap=cm,
                       norm=mpl.colors.Normalize(vmin=-0.5, vmax=1.5))
cbar.set_clim(-2.0, 2.0)

通过两个不同的限制，您可以控制数据的范围和图例颜色条。在此示例中，栏中仅显示 -0.5 到 1.5 之间的范围，而颜色图涵盖 -2 到 2（因此这可能是您在缩放之前记录的数据范围）。

因此，您无需缩放颜色图，而是缩放数据并使颜色条适合该数据。

Answer 4

如果您有多个绘图，使用图形环境和 .set_clim()

这种替代方案可能会更容易、更安全：

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

cdict = {
  'red'  :  ( (0.0, 0.25, .25), (0.02, .59, .59), (1., 1., 1.)),
  'green':  ( (0.0, 0.0, 0.0), (0.02, .45, .45), (1., .97, .97)),
  'blue' :  ( (0.0, 1.0, 1.0), (0.02, .75, .75), (1., 0.45, 0.45))
}

cm = m.colors.LinearSegmentedColormap('my_colormap', cdict, 1024)

x = np.arange(0, 10, .1)
y = np.arange(0, 10, .1)
X, Y = np.meshgrid(x,y)

data = 2*( np.sin(X) + np.sin(3*Y) )
data1 = np.clip(data,0,6)
data2 = np.clip(data,-6,0)
vmin = np.min(np.array([data,data1,data2]))
vmax = np.max(np.array([data,data1,data2]))

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(131)
mesh = ax.pcolormesh(data, cmap = cm)
mesh.set_clim(vmin,vmax)
ax1 = fig.add_subplot(132)
mesh1 = ax1.pcolormesh(data1, cmap = cm)
mesh1.set_clim(vmin,vmax)
ax2 = fig.add_subplot(133)
mesh2 = ax2.pcolormesh(data2, cmap = cm)
mesh2.set_clim(vmin,vmax)
# Visualizing colorbar part -start
fig.colorbar(mesh,ax=ax)
fig.colorbar(mesh1,ax=ax1)
fig.colorbar(mesh2,ax=ax2)
fig.tight_layout()
# Visualizing colorbar part -end

plt.show()

单个颜色条

最好的替代方案是对整个绘图使用单个颜色条。有不同的方法可以做到这一点，此教程对于理解最好的选择。我更喜欢这个解决方案，您可以简单地复制和粘贴，而不是前面的代码的可视化颜色栏部分。

fig.subplots_adjust(bottom=0.1, top=0.9, left=0.1, right=0.8,
                    wspace=0.4, hspace=0.1)
cb_ax = fig.add_axes([0.83, 0.1, 0.02, 0.8])
cbar = fig.colorbar(mesh, cax=cb_ax)

PS

我建议使用 pcolormesh 而不是 pcolor 因为它更快（更多此处的信息 ）。

Answer 5

也可以通过在 pcolormesh/pcolor 调用中将元组传递给 clim= kwarg 来设置颜色条范围。

plt.pcolormesh(X, Y, v, cmap=cm, clim=(-4, 4))

如果必须在 pcolormesh 调用后更新颜色条范围，那么最简单的方法是 plt.clim 正如其他人提到的。另一种方法是通过由 pcolormesh/< 创建的 QuadMesh/PolyCollection 对象的 colors.Normalize 对象代码>pcolor 调用。

pmesh = plt.pcolormesh(X, Y, v, cmap=cm)
pmesh.norm.autoscale([-4, 4])

^{顺便说一句，Quadmesh 驻留在 Axes 实例的集合 中，因此，如果 pcolormesh 的结果未分配给变量，pmesh = plt.gca().collections[0]也可以使用。}

使用tom10的设置，这个可以这样写。

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

cdict = {
  'red'  :  ( (0.0, 0.25, .25), (0.02, .59, .59), (1., 1., 1.)),
  'green':  ( (0.0, 0.0, 0.0), (0.02, .45, .45), (1., .97, .97)),
  'blue' :  ( (0.0, 1.0, 1.0), (0.02, .75, .75), (1., 0.45, 0.45))
}

cm = mpl.colors.LinearSegmentedColormap('my_colormap', cdict, 1024)

X, Y = np.meshgrid(*[np.arange(0, 10, .1)]*2)

data = 2*(np.sin(X) + np.sin(3*Y))

pairs = [(lambda x:x, "all"), 
         (lambda x:np.clip(x, -4, 0), "<0"), 
         (lambda x:np.clip(x, 0, 4), ">0")]


fig, axs = plt.subplots(1, 3)
for i, (f, title) in enumerate(pairs):
    pmesh = axs[i].pcolormesh(X, Y, f(data), cmap=cm, clim=(-4, 4))
    #                                                 ^^^^^^^^^^^^  <---- set vmin and vmax
    axs[i].set_title(title)
    fig.colorbar(pmesh)

fig.tight_layout();

---

在图的右侧附加一个颜色条可能会“更漂亮”，而不是为多个子图使用重复的颜色条。 @GM 已经提出了一种解决方案，通过对颜色条边界进行硬编码来实现这一点，但可以使用此处定义的函数动态设置边界。一个>。

对于手头的例子，可以写如下。

fig, axs = plt.subplots(1, 3)
for i, (f, title) in enumerate(pairs):
    axs[i].pcolormesh(X, Y, f(data), cmap=cm, clim=(-4, 4))
    axs[i].set_title(title)

l, b, w, h = axs[-1].get_position().bounds
cax = fig.add_axes([l + w + 0.03, b, 0.03, h])
fig.colorbar(axs[-1].collections[0], cax=cax)

Answer 6

当使用 figure 环境时，可以通过使用 colorbar 实例来设置 colorbar 的范围，即 colorbar.ax.set_ylim(low, high) ：

fig, ax = plt.subplots()
im = ax.contourf(...)
colorbar = fig.colorbar(im, ax= ax)
colorbar.ax.set_ylim(0, 1)

Answer 7

如果您想知道如何使用图像和 plt.imshow() 来执行此操作（就像我找到此答案时一样），请继续阅读。

import numpy as np

from matplotlib import pyplot as plt
from matplotlib import cm
from matplotlib.colors import Normalize

width, height = 10, 10
data = np.arange(width * height).reshape((height, width))

fig, ax = plt.subplots()

# Create a Normalize object with the specified range
norm = Normalize(vmin=30, vmax=40)
ax.imshow(data, cmap="grey", norm=norm)

# Create a colorbar using the same Normalize object
plt.colorbar(cm.ScalarMappable(norm=norm, cmap="grey"), ax=ax)
plt.show()