pcolormesh 网格和阴影

axes.Axes.pcolormesh 和 pcolor 有一些选项用于网格的布局以及网格点之间的阴影处理。

通常，如果 Z 的形状为 (M, N)，那么网格 X 和 Y 可以根据 shading 关键字参数的值，指定为形状 (M+1, N+1) 或 (M, N)。注意，下面我们将向量 x 指定为长度 N 或 N+1，将 y 指定为长度 M 或 M+1，而 pcolormesh 内部会根据输入向量生成网格矩阵 X 和 Y。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

平面着色

假设最少的网格规范是 shading='flat' ，如果网格在每个维度上比数据大一，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。这里我们用 X 和 Y 指定了 (3, 5) 四边形的边，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'")

平面着色，相同形状的网格

然而，通常情况下，提供的数据中 X 和 Y 与 Z 的形状匹配。虽然这对其他 shading 类型有意义，但在 shading='flat' 时是不允许的。历史上，Matplotlib 在这种情况下会默默地丢弃 Z 的最后一行和最后一列，以匹配 Matlab 的行为。如果仍然希望这种行为，只需手动丢弃最后一行和最后一列：

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")

最近邻着色，相同形状的网格

通常，当用户使 X、Y 和 Z 具有相同形状时，他们并不意味着要删除数据的一行和一列。对于这种情况，Matplotlib 允许 shading='nearest' 并将彩色四边形中心置于网格点上。

如果传递的网格形状不正确，并且使用了 shading='nearest'，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使用哪种方式，在这种情况下，shading='auto' 将根据 X、Y 和 Z 的形状决定使用 'flat' 还是 'nearest' 着色。

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 着色

Gouraud 着色 也可以指定，其中四边形中的颜色在线性插值网格点之间。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

以下函数、方法、类和模块的使用在本示例中展示：

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