pcolormesh 网格和阴影

axes.Axes.pcolormesh 和 pcolor 提供了几种选项，用于如何布局网格以及网格点之间的阴影。

通常，如果 Z 的形状为 (M, N)，则网格 X 和 Y 可以指定为形状 (M+1, N+1) 或 (M, N)，具体取决于 shading 关键字参数的参数。请注意，在下面我们指定向量 x 的长度为 N 或 N+1，y 的长度为 M 或 M+1，pcolormesh 会从输入向量内部生成网格矩阵 X 和 Y。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

平面阴影

网格规范中最少假设的是 shading='flat'，如果网格在每个维度上比数据大一个，即形状为 (M+1, N+1)。在这种情况下，X 和 Y 指定了用 Z 中的值着色的四边形的角点。这里，我们用 X 和 Y 指定了 (3, 5) 四边形的边缘，它们是 (4, 6)。

nrows = 3
ncols = 5
Z = np.arange(nrows * ncols).reshape(nrows, ncols)
x = np.arange(ncols + 1)
y = np.arange(nrows + 1)

fig, ax = plt.subplots()
ax.pcolormesh(x, y, Z, shading='flat', vmin=Z.min(), vmax=Z.max())


def _annotate(ax, x, y, title):
    # this all gets repeated below:
    X, Y = np.meshgrid(x, y)
    ax.plot(X.flat, Y.flat, 'o', color='m')
    ax.set_xlim(-0.7, 5.2)
    ax.set_ylim(-0.7, 3.2)
    ax.set_title(title)

_annotate(ax, x, y, "shading='flat'")

平面阴影，相同形状的网格

然而，通常数据是在 X 和 Y 与 Z 的形状匹配的情况下提供的。虽然这对其他 shading 类型很有意义，但当 shading='flat' 时不允许这样做。在历史上，Matplotlib 会在这种情况下静默地删除 Z 的最后一行和最后一列，以匹配 Matlab 的行为。如果仍然需要这种行为，只需手动删除最后一行和最后一列即可

x = np.arange(ncols)  # note *not* ncols + 1 as before
y = np.arange(nrows)
fig, ax = plt.subplots()
ax.pcolormesh(x, y, Z[:-1, :-1], shading='flat', vmin=Z.min(), vmax=Z.max())
_annotate(ax, x, y, "shading='flat': X, Y, C same shape")

最近邻阴影，相同形状的网格

通常，当 X、Y 和 Z 都具有相同的形状时，删除一行和一列数据并不是用户想要的。对于这种情况，Matplotlib 允许使用 shading='nearest'，并将着色的四边形居中在网格点上。

如果使用 shading='nearest' 传递了形状不正确的网格，则会引发错误。

fig, ax = plt.subplots()
ax.pcolormesh(x, y, Z, shading='nearest', vmin=Z.min(), vmax=Z.max())
_annotate(ax, x, y, "shading='nearest'")

自动阴影

用户可能希望代码自动选择要使用哪个，在这种情况下 shading='auto' 会根据 X、Y 和 Z 的形状来决定是使用 'flat' 还是 'nearest' 阴影。

fig, axs = plt.subplots(2, 1, layout='constrained')
ax = axs[0]
x = np.arange(ncols)
y = np.arange(nrows)
ax.pcolormesh(x, y, Z, shading='auto', vmin=Z.min(), vmax=Z.max())
_annotate(ax, x, y, "shading='auto'; X, Y, Z: same shape (nearest)")

ax = axs[1]
x = np.arange(ncols + 1)
y = np.arange(nrows + 1)
ax.pcolormesh(x, y, Z, shading='auto', vmin=Z.min(), vmax=Z.max())
_annotate(ax, x, y, "shading='auto'; X, Y one larger than Z (flat)")

Gouraud 阴影

Gouraud 阴影 也可以指定，其中四边形中的颜色在网格点之间线性插值。X、Y、Z 的形状必须相同。

fig, ax = plt.subplots(layout='constrained')
x = np.arange(ncols)
y = np.arange(nrows)
ax.pcolormesh(x, y, Z, shading='gouraud', vmin=Z.min(), vmax=Z.max())
_annotate(ax, x, y, "shading='gouraud'; X, Y same shape as Z")

plt.show()

参考文献

本示例演示了以下函数、方法、类和模块的使用。

• matplotlib.axes.Axes.pcolormesh / matplotlib.pyplot.pcolormesh