【matplotlib】3Dグラフの軸とカラーバーの表示[Python]

  • URLをコピーしました!
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。

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。

ということで今回はこんな感じで。

よかったらシェアしてね!
  • URLをコピーしました!

コメント

コメントする

目次