目次
前回のおさらいコード
まずは前回のおさらいコードから。
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【データの準備】 これまでmatplotlibでは2次元データを扱ってきました。 しかし時には３次元データを使うなんてこともあるでしょう。 今回は簡単にですが、3次元データ…
今回は表面モデルを使っていきます。
from matplotlib import pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
import numpy as np
%matplotlib notebook
test_data = [[1, 2, 3, 4, 5], [9, 8, 7, 6, 5], [4, 7, 3, 8, 2], [1, 9, 4, 6, 3], [3, 7, 2, 6, 5]]
x = np.arange(len(test_data[0]))
y = np.arange(len(test_data))
X, Y = np.meshgrid(x, y)
fig = plt.figure()
ax = Axes3D(fig)
surf = ax.plot_surface(X, Y, np.array(test_data))
実行結果
3Dグラフになっているのですが、まだまだ味気ないですね。
これに色々追加して、見やすいグラフへとしていきましょう。
タイトル、軸の名称の追加
タイトルを追加するには、ax.set_title(“タイトル”, fontsize=フォントサイズ)となります。
from matplotlib import pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
import numpy as np
%matplotlib notebook
test_data = [[1, 2, 3, 4, 5], [9, 8, 7, 6, 5], [4, 7, 3, 8, 2], [1, 9, 4, 6, 3], [3, 7, 2, 6, 5]]
x = np.arange(len(test_data[0]))
y = np.arange(len(test_data))
X, Y = np.meshgrid(x, y)
fig = plt.figure()
ax = Axes3D(fig)
surf = ax.plot_surface(X, Y, np.array(test_data))
ax.set_title("Title", fontsize=25)
実行結果
次は軸の名称を追加します。
それぞれ軸の名称を追加するには、
X軸の名称には、ax.set_xlabel(“X軸の名前”, fontsize=フォントサイズ)
Y軸の名称には、ax.set_ylabel(“Y軸の名前”, fontsize=フォントサイズ)
Z軸の名称には、ax.set_zlabel(“Z軸の名前”, fontsize=フォントサイズ)
となります。
from matplotlib import pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
import numpy as np
%matplotlib notebook
test_data = [[1, 2, 3, 4, 5], [9, 8, 7, 6, 5], [4, 7, 3, 8, 2], [1, 9, 4, 6, 3], [3, 7, 2, 6, 5]]
x = np.arange(len(test_data[0]))
y = np.arange(len(test_data))
X, Y = np.meshgrid(x, y)
fig = plt.figure()
ax = Axes3D(fig)
surf = ax.plot_surface(X, Y, np.array(test_data))
ax.set_title("Title", fontsize=25)
ax.set_xlabel("X", fontsize=20)
ax.set_ylabel("Y", fontsize=20)
ax.set_zlabel("Z", fontsize=20)
実行結果
軸の数値のフォントサイズを変更
軸の数値のフォントサイズを変更するには、plt.tick_params(fontsize = フォントサイズ)を追加します。
from matplotlib import pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
import numpy as np
%matplotlib notebook
test_data = [[1, 2, 3, 4, 5], [9, 8, 7, 6, 5], [4, 7, 3, 8, 2], [1, 9, 4, 6, 3], [3, 7, 2, 6, 5]]
x = np.arange(len(test_data[0]))
y = np.arange(len(test_data))
X, Y = np.meshgrid(x, y)
fig = plt.figure()
ax = Axes3D(fig)
surf = ax.plot_surface(X, Y, np.array(test_data))
plt.tick_params(labelsize=20)
ax.set_title("Title", fontsize=25)
ax.set_xlabel("X", fontsize=20)
ax.set_ylabel("Y", fontsize=20)
ax.set_zlabel("Z", fontsize=20)
実行結果
今回はちょっと数値が切れてしまっているので、元のサイズで続けていきます。
カラーバーを追加
Z軸の数値の変化がわかりやすいように、Z軸の数値によって色分けし、横にカラーバーを追加しましょう。
色分けするには、色分け用の色のセット（colormap）を使います。
どんな色があるかというのは、こちらのサイトを見ると分かりやすいです。
今回は”Blues”を用いてみます。
まずはax.plot_surface()の中に、cmap=”Blues”を追加します。
from matplotlib import pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
import numpy as np
%matplotlib notebook
test_data = [[1, 2, 3, 4, 5], [9, 8, 7, 6, 5], [4, 7, 3, 8, 2], [1, 9, 4, 6, 3], [3, 7, 2, 6, 5]]
x = np.arange(len(test_data[0]))
y = np.arange(len(test_data))
X, Y = np.meshgrid(x, y)
fig = plt.figure()
ax = Axes3D(fig)
surf = ax.plot_surface(X, Y, np.array(test_data), cmap="Blues")
ax.set_title("Title", fontsize=25)
ax.set_xlabel("X", fontsize=20)
ax.set_ylabel("Y", fontsize=20)
ax.set_zlabel("Z", fontsize=20)
実行結果
ちょっと回転させていますが、確かに色が変わっています。
あまり綺麗に分かれていないのは、データ量が少ないからでしょう。
今回はこれで勘弁してもらいつつ、カラーバーの表示をしてみましょう。
カラーバーを表示するには、プログラムにfig.colorbar(カラーバーを追加するグラフ)を追加します。
今回、「カラーバーを追加するグラフ」というのは、surfになります。
from matplotlib import pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
import numpy as np
%matplotlib notebook
test_data = [[1, 2, 3, 4, 5], [9, 8, 7, 6, 5], [4, 7, 3, 8, 2], [1, 9, 4, 6, 3], [3, 7, 2, 6, 5]]
x = np.arange(len(test_data[0]))
y = np.arange(len(test_data))
X, Y = np.meshgrid(x, y)
fig = plt.figure()
ax = Axes3D(fig)
surf = ax.plot_surface(X, Y, np.array(test_data), cmap="Blues")
cbar = fig.colorbar(surf)
ax.set_title("Title", fontsize=25)
ax.set_xlabel("X", fontsize=20)
ax.set_ylabel("Y", fontsize=20)
ax.set_zlabel("Z", fontsize=20)
実行結果
このままではカラーバーが上下を突き破ってしまっているので、サイズを調整しましょう。
カラーバーの長さを調節
カラーバーの長さを調節するには、fig.colorbar()にshrink = 比率 を追加します。
この比率というのは、縦の長さを１とした時の長さになります。
個人的には、0.75 （75%）程度がいいんじゃないかなと思います。
from matplotlib import pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
import numpy as np
%matplotlib notebook
test_data = [[1, 2, 3, 4, 5], [9, 8, 7, 6, 5], [4, 7, 3, 8, 2], [1, 9, 4, 6, 3], [3, 7, 2, 6, 5]]
x = np.arange(len(test_data[0]))
y = np.arange(len(test_data))
X, Y = np.meshgrid(x, y)
fig = plt.figure()
ax = Axes3D(fig)
surf = ax.plot_surface(X, Y, np.array(test_data), cmap="Blues")
cbar = fig.colorbar(surf, shrink = 0.75)
ax.set_title("Title", fontsize=25)
ax.set_xlabel("X", fontsize=20)
ax.set_ylabel("Y", fontsize=20)
ax.set_zlabel("Z", fontsize=20)
実行結果
カラーバーの名称を追加
カラーバーの名称を追加するには、カラーバーをcbarに格納しているので、cbar.set_label(“カラーバーの名称”, fontsize=フォントサイズ)とします。
from matplotlib import pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
import numpy as np
%matplotlib notebook
test_data = [[1, 2, 3, 4, 5], [9, 8, 7, 6, 5], [4, 7, 3, 8, 2], [1, 9, 4, 6, 3], [3, 7, 2, 6, 5]]
x = np.arange(len(test_data[0]))
y = np.arange(len(test_data))
X, Y = np.meshgrid(x, y)
fig = plt.figure()
ax = Axes3D(fig)
surf = ax.plot_surface(X, Y, np.array(test_data), cmap="Blues")
cbar = fig.colorbar(surf, shrink = 0.75)
ax.set_title("Title", fontsize=25)
ax.set_xlabel("X", fontsize=20)
ax.set_ylabel("Y", fontsize=20)
ax.set_zlabel("Z", fontsize=20)
cbar.set_label("Color Bar", fontsize=20)
実行結果
カラーバーの数値のサイズを変更
カラーバーの数値のサイズを変更するには、cbar.ax.tick_params(labelsize=フォントサイズ)を追加します。
from matplotlib import pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
import numpy as np
%matplotlib notebook
test_data = [[1, 2, 3, 4, 5], [9, 8, 7, 6, 5], [4, 7, 3, 8, 2], [1, 9, 4, 6, 3], [3, 7, 2, 6, 5]]
x = np.arange(len(test_data[0]))
y = np.arange(len(test_data))
X, Y = np.meshgrid(x, y)
fig = plt.figure()
ax = Axes3D(fig)
surf = ax.plot_surface(X, Y, np.array(test_data), cmap="Blues")
cbar = fig.colorbar(surf, shrink = 0.75)
ax.set_title("Title", fontsize=25)
ax.set_xlabel("X", fontsize=20)
ax.set_ylabel("Y", fontsize=20)
ax.set_zlabel("Z", fontsize=20)
cbar.set_label("Color Bar", fontsize=20)
cbar.ax.tick_params(labelsize=15)
実行結果
カラーバーを水平に変更
最後にカラーバーを3Dプロットの横ではなく、下に移動し、水平にするには、fig.colorbar()にorientation=”horizontal”を追加します。
from matplotlib import pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
import numpy as np
%matplotlib notebook
test_data = [[1, 2, 3, 4, 5], [9, 8, 7, 6, 5], [4, 7, 3, 8, 2], [1, 9, 4, 6, 3], [3, 7, 2, 6, 5]]
x = np.arange(len(test_data[0]))
y = np.arange(len(test_data))
X, Y = np.meshgrid(x, y)
fig = plt.figure()
ax = Axes3D(fig)
surf = ax.plot_surface(X, Y, np.array(test_data), cmap="Blues")
cbar = fig.colorbar(surf, shrink = 0.75, orientation="horizontal")
ax.set_title("Title", fontsize=25)
ax.set_xlabel("X", fontsize=20)
ax.set_ylabel("Y", fontsize=20)
ax.set_zlabel("Z", fontsize=20)
cbar.set_label("Color Bar", fontsize=15)
cbar.ax.tick_params(labelsize=15)
実行結果
見切れていますが、とりあえずこんな感じでカラーバーの方向を変更することができます。
これで3Dグラフも大体のことができるようになったと思います。
是非使ってみてください！
次回は自分で関数を作成するための関数、def関数に関して解説をしていきます。
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ということで今回はこんな感じで。
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