Python matplotlib contour用法及代码示例

本文简要介绍 python 语言中 matplotlib.pyplot.contour 的用法。

用法

matplotlib.pyplot.contour(*args, data=None, **kwargs)

绘制等高线。

调用签名：

contour([X, Y,] Z, [levels], **kwargs)

contour和 contourf 分别绘制轮廓线和填充轮廓。除非另有说明，两个版本的函数签名和返回值是相同的。

参数：

X, Y 类似数组，可选

Z 中值的坐标。

X 和 Y 必须都是 2D 且具有与 Z 相同的形状(例如，通过 numpy.meshgrid 创建)，或者它们必须都是 1-D 使得 len(X) == N 是 Z 中的列数和 len(Y) == M 是 Z 中的行数。

X 和 Y 都必须单调排序。

如果没有给出，它们被假定为整数索引，即 X = range(N) ， Y = range(M) 。

Z (M,N) 类数组

绘制轮廓的高度值。 Color-mapping 由 cmap 、 norm 、 vmin 和 vmax 控制。

levels int 或类似数组，可选

确定等高线/区域的数量和位置。

如果 int n ，请使用 MaxNLocator ，它会尝试在 Z 的最小和最大数值之间自动选择不超过 n+1 "nice" 等高线级别。

如果是类似数组，则在指定级别绘制等高线。这些值必须按升序排列。

返回：

QuadContourSet

其他参数：

corner_mask 布尔值，默认值：rcParams["contour.corner_mask"](默认值：True)

启用/禁用角掩蔽，仅当 Z 是掩蔽数组时才有效。如果 False ，则任何接触遮罩点的四边形都会被遮罩。如果 True ，只有最接近这些点的四边形的三角形角总是被屏蔽掉，其他包含三个未屏蔽点的三角形角像往常一样被轮廓化。

colors 颜色字符串或颜色序列，可选

级别的颜色，即 contour 的线条和 contourf 的区域。

该序列按升序循环用于各个级别。如果序列比级别数短，则重复。

作为一种快捷方式，可以使用单一颜色字符串代替单元素列表，即 'red' 而不是 ['red'] 以使用相同颜色为所有级别着色。此快捷方式仅适用于颜色字符串，不适用于其他指定颜色的方式。

默认情况下(值 None )，将使用由 cmap 指定的颜色图。

alpha 浮点数，默认值：1

Alpha 混合值，介于 0(透明)和 1(不透明)之间。

cmap str 或 Colormap ，默认值：rcParams["image.cmap"](默认值：'viridis')

用于将标量数据映射到颜色的颜色图实例或注册的颜色图名称。

如果设置了colors，则忽略此参数。

norm str 或 Normalize ，可选

在使用 cmap 映射到颜色之前，用于将标量数据缩放到 [0, 1] 范围的归一化方法。默认情况下，使用线性缩放，将最低值映射到 0，将最高值映射到 1。

如果给出，这可以是以下之一：

• Normalize 或其子类之一的实例(请参阅颜色图归一化)。

• 比例名称，即 "linear"、"log"、"symlog"、"logit" 等之一。有关可用比例的列表，请调用 matplotlib.scale.get_scale_names() 。在这种情况下，会动态生成并实例化合适的 Normalize 子类。

如果设置了colors，则忽略此参数。

vmin, vmax 浮点数，可选

当使用标量数据并且没有显式 norm 时，vmin 和 vmax 定义颜色图覆盖的数据范围。默认情况下，颜色图覆盖所提供数据的完整值范围。当给出 norm 实例时，使用 vmin /vmax 是错误的(但使用 str norm 名称和 vmin /vmax 是可以接受的)。

如果未给出 vmin 或 vmax ，则默认颜色缩放基于 levels 。

如果设置了colors，则忽略此参数。

origin { None , 'upper', 'lower', 'image'}，默认值：无

通过指定 Z[0, 0] 的位置来确定 Z 的方向和准确位置。这仅在没有给出 X 、 Y 的情况下才有意义。

• None ：Z[0, 0] 位于左下角的 X=0、Y=0 处。

• 'lower'：Z[0, 0] 在左下角的 X=0.5，Y=0.5 处。

• 'upper'：Z[0, 0] 在左上角的 X=N+0.5，Y=0.5 处。

• 'image'：使用来自 rcParams["image.origin"] 的值(默认值：'upper')。

extent (x0, x1, y0, y1)，可选

如果 origin 不是 None ，则 extent 被解释为 imshow ：它给出了外部像素边界。在这种情况下，Z[0, 0] 的位置是像素的中心，而不是角落。如果 origin 是 None ，那么 ( x0 , y0 ) 是 Z[0, 0] 的位置，并且 ( x1 , y1 ) 是 Z[-1, - 1]。

如果在对轮廓的调用中指定了 X 和 Y，则忽略此参数。

locator ticker.Locator 子类，可选

如果未通过 levels 明确给出，则定位器用于确定轮廓级别。默认为 MaxNLocator 。

extend {'neither', 'both', 'min', 'max'}，默认：'neither'

确定 levels 范围之外的值的 contourf 着色。

如果是'neither'，则levels 范围之外的值不着色。如果是'min', 'max' 或'both'，为levels 范围的下方、上方或下方和上方的值着色。

低于 min(levels) 和高于 max(levels) 的值映射到 Colormap 的低于/高于值。请注意，默认情况下，大多数颜色图没有专门的颜色，因此上值和下值是颜色图的边值。您可能希望使用 Colormap.set_under 和 Colormap.set_over 显式设置这些值。

注意

如果现有 QuadContourSet 的颜色图属性发生更改，则不会收到通知。因此，修改颜色图后需要显式调用QuadContourSet.changed()。如果将颜色条分配给 QuadContourSet ，则可以省略显式调用，因为它在内部调用 QuadContourSet.changed() 。

例子：

x = np.arange(1, 10)
y = x.reshape(-1, 1)
h = x * y

cs = plt.contourf(h, levels=[10, 30, 50],
    colors=['#808080', '#A0A0A0', '#C0C0C0'], extend='both')
cs.cmap.set_over('red')
cs.cmap.set_under('blue')
cs.changed()

xunits, yunits 注册单位，可选

通过指定 matplotlib.units.ConversionInterface 的实例来覆盖轴单位。

antialiased 布尔型，可选

启用抗锯齿，覆盖默认值。对于填充轮廓，默认值为 False 。对于线条轮廓，它取自 rcParams["lines.antialiased"](默认值：True)。

nchunk int >= 0，可选

如果为 0，则不细分域。指定一个正整数以将域划分为 nchunk 通过 nchunk 四边形的子域。分块减少了轮廓算法生成的多边形的最大长度，从而减少了传递到后端的渲染工作量，并且需要的 RAM 也略少。但是，它可以根据后端、antialiased 标志和 alpha 的值在块边界引入渲染工件。

linewidths 浮点数或类似数组，默认值：rcParams["contour.linewidth"](默认值：None)

Only applies to contour 。

等高线的线宽。

如果是数字，则所有级别都将使用此线宽绘制。

如果是一个序列，将按照指定的顺序绘制升序级别的线宽。

如果没有，这将回退到 rcParams["lines.linewidth"](默认值：1.5)。

linestyles { None , 'solid', 'dashed', 'dashdot', 'dotted'}，可选

Only applies to contour 。

如果 linestyles 为 None ，则默认值为 'solid' ，除非线条是单色的。在这种情况下，负轮廓将从 negative_linestyles 参数中获取线条样式。

linestyles 也可以是上述字符串的可迭代对象，指定要使用的一组线型。如果这个迭代比轮廓级别的数量短，它将根据需要重复。

negative_linestyles { None , 'solid', 'dashed', 'dashdot', 'dotted'}，可选

Only applies to contour 。

如果linestyles 是None 并且线条是单色的，则此参数指定负轮廓的线条样式。

如果 negative_linestyles 是 None ，则默认值取自 rcParams["contour.negative_linestyles"] 。

negative_linestyles 也可以是上述字符串的可迭代对象，指定要使用的一组线型。如果这个迭代比轮廓级别的数量短，它将根据需要重复。

hatches 列表[str]，可选

Only applies to contourf 。

用于填充区域的交叉影线图案列表。如果没有，则不会向轮廓添加阴影。阴影仅在 PostScript、PDF、SVG 和 Agg 后端中受支持。

algorithm {'mpl2005'、'mpl2014'、'serial', 'threaded'}，可选

使用哪种轮廓算法来计算轮廓线和多边形。这些算法在ContourPy中实现，请参阅ContourPy documentation以获取更多信息。

默认值取自 rcParams["contour.algorithm"] (默认值：'mpl2014' )。

clip_path Patch 或 Path 或 TransformedPath

设置剪辑路径。请参阅 set_clip_path 。

3.8 版中的新函数。

data 可索引对象，可选

如果给定，所有参数也接受一个字符串 s ，它被解释为 data[s] (除非这引发异常)。

注意

1. contourf 与 MATLAB 版本的不同之处在于它不绘制多边形边。要绘制边，请通过调用 contour 添加线条轮廓。

2. contourf 填充顶部闭合的区间；也就是说，对于边界 z1 和 z2 ，填充区域为：

   z1 < Z <= z2

   除了最低间隔，它在两边都是封闭的(即它包括最低值)。

3. contour 和 contourf 使用 marching squares 算法来计算轮廓位置。更多信息可以在ContourPy documentation中找到。