如何使用 Python 和 matplotlib 绘制 4D 绘图

Question

我正在寻找一种使用 Python 和 matplotlib 创建四维图（曲面加色标）的方法。我能够使用前三个变量生成曲面，但我没有成功添加第四个变量的色标。下面是我的数据的一小部分。任何帮助将不胜感激。感谢

数据子集

var1    var2    var3    var4
10.39   73.32   2.02    28.26
11.13   68.71   1.86    27.83
12.71   74.27   1.89    28.26
11.46   91.06   1.63    28.26
11.72   85.38   1.51    28.26
13.39   78.68   1.89    28.26
13.02   68.02   2.01    28.26
12.08   64.37   2.18    28.26
11.58   60.71   2.28    28.26
8.94    65.67   1.92    27.04
11.61   59.57   2.32    27.52
19.06   74.49   1.69    63.35
17.52   73.62   1.73    63.51
19.52   71.52   1.79    63.51
18.76   67.55   1.86    63.51
19.84   53.34   2.3     63.51
20.19   59.82   1.97    63.51
17.43   57.89   2.05    63.38
17.9    59.95   1.89    63.51
18.97   57.84   2       63.51
19.22   57.74   2.05    63.51
17.55   55.66   1.99    63.51
19.22   101.31  6.76    94.29
19.41   99.47   6.07    94.15
18.99   94.01   7.32    94.08
19.88   103.57  6.98    94.58
19.08   95.38   5.66    94.14
20.36   100.43  6.13    94.47
20.13   98.78   7.37    94.47
20.36   89.36   8.79    94.71
20.96   84.48   8.33    94.01
21.02   83.97   6.78    94.72
19.6    95.64   6.56    94.57

Answer 1

要创建所需的绘图，我们需要使用 matplotlib 的plot_surface 来绘制 Z 与 (X,Y) 曲面，然后使用关键字参数facecolors 为每个补丁传递一个新颜色。

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

# create some fake data
x = y = np.arange(-4.0, 4.0, 0.02)
# here are the x,y and respective z values
X, Y = np.meshgrid(x, y)
Z = np.sinc(np.sqrt(X*X+Y*Y))
# this is the value to use for the color
V = np.sin(Y)

# create the figure, add a 3d axis, set the viewing angle
fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')
ax.view_init(45,60)

# here we create the surface plot, but pass V through a colormap
# to create a different color for each patch
ax.plot_surface(X, Y, Z, facecolors=cm.Oranges(V))

Answer 2

尝试手动设置面部颜色时出现奇怪的错误：

raise ValueError("RGBA sequence should have length 3 or 4")
ValueError: RGBA sequence should have length 3 or 4

我的数据集是 717x26，x、y、z 和 fcolor 的形状是 (26,717)、(26,717)、(26,717) 和 (26,717,4 ）。据我了解facecolors属性，形状应该没问题。

此处给出了绘图代码：

# mesh the x-y coodrdinates
x, y = np.meshgrid(x, y)

# Create a 3D plot
ax = fig.add_subplot(projection='3d')

# Creat the mapper for the 4D
mapper = cm.ScalarMappable(norm=norm, cmap='viridis')
mapper.set_array([])

# Map the data to RGBA values
fcolors = mapper.to_rgba(np.transpose(WSS))

# Output the dimensions
print('fcolors: ',fcolors.shape,', x, y, z: ',x.shape,' - ',y.shape,' - ',np.transpose(z).shape)

# Plot the surface incl. the 4th dimension
surf = ax.plot_surface(x, y, np.transpose(z), facecolor=fcolors)

有人知道为什么我在这种情况下会收到 RGBA 错误吗？
上面提供的所有示例都可以正常工作。