使用 Python/matplotlib 画出漂亮的论文插图

论文中画出各种绚烂的插图,都是用一些什么样的软件画出来的。本文介绍 Python 的绘图模块 matplotlib: Python plotting。适用于从 2D 到 3D,从标量到矢量的各种绘图。能够保存成从 eps, pdf 到 svg, png, jpg 的多种格式。并且 Matplotlib 的绘图函数基本上都与 MATLAB 的绘图函数名字都差不多,迁移的学习成本比较低。开源免费。例如下面这一组图,都是使用 Matplotlib 绘制的。

attachments-2020-07-C61Forxh5f1050c57d9db.png

1. 安装

安装的问题,请尝试 Anaconda 这个 Python 发行版。下载安装后直接使用即可,它几乎预装了所有要用到的科学计算及可视化的库。

2. 案例

下面介绍几种案例,初步了解一下 Matplotlib 的功能。

2.1 2D 图的绘制

如使用如下的代码:

plt.fill(x, y1, 'b', x, y2, 'r', alpha=0.3)

其绘制的图像效果如图:

attachments-2020-07-C20Exeiv5f10523f574c6.jpgScatter 图的代码:

plt.scatter(x, y, s=area, alpha=0.5)

其绘制的图像效果如图:

attachments-2020-07-Yq2Gj9H25f10527a40cd6.jpg 图像的配色效果十分友好,绘制的代码也非常的简单,相较于 MATLAB 等脚本语言,其简易绚丽。

2.2 3D 图的绘制

例如采用如下的代码绘制三维图像:

"""
.. versionadded:: 1.1.0
This demo depends on new features added to contourf3d.
"""

from mpl_toolkits.mplot3d import axes3d
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib import cm

fig = plt.figure()
ax = fig.gca(projection='3D')
X, Y, Z = axes3d.get_test_data(0.05)
ax.plot_surface(X, Y, Z, rstride=8, cstride=8, alpha=0.3)
cset = ax.contourf(X, Y, Z, zdir='z', offset=-100, cmap=cm.coolwarm)
cset = ax.contourf(X, Y, Z, zdir='x', offset=-40, cmap=cm.coolwarm)
cset = ax.contourf(X, Y, Z, zdir='y', offset=40, cmap=cm.coolwarm)

ax.set_xlabel('X')
ax.set_xlim(-40, 40)
ax.set_ylabel('Y')
ax.set_ylim(-40, 40)
ax.set_zlabel('Z')
ax.set_zlim(-100, 100)

plt.show()

实际的效果如图所示:

attachments-2020-07-iBhM9sFL5f10538ddddce.png

2.3 其他类型

Matplotlib 支持绘制的图像类型很多,如:

  • 线条
  • 形状
  • 统计图
  • 图片
  • 云图
  • 饼图
  • 雷达图

等等,多种类型,具体可以参考相册库:matplotlib

雷达图的绘制代码:

"""
=======================
Pie chart on polar axis
=======================

Demo of bar plot on a polar axis.
"""
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt


# Compute pie slices
N = 20
theta = np.linspace(0.0, 2 * np.pi, N, endpoint=False)
radii = 10 * np.random.rand(N)
width = np.pi / 4 * np.random.rand(N)

ax = plt.subplot(111, projection='polar')
bars = ax.bar(theta, radii, width=width, bottom=0.0)

# Use custom colors and opacity
for r, bar in zip(radii, bars):
    bar.set_facecolor(plt.cm.viridis(r / 10.))
    bar.set_alpha(0.5)

plt.show()

图像实际效果:

  • 发表于 · 2020.07.16 21:39 · 阅读 · 2799

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