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Matplotlib：颜色混合或如何预处理颜色以抵消透明度

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简而言之：我正在使用 matplotlib 绘制一个scater情节和一个表面 . 我遇到了一个问题，因此表面总是被绘制在点的顶部，而不是应该在后面 .

我想通过预处理点的颜色来解决这个问题，这样当表面覆盖时我得到"original color"，这样表面就会出现在点的后面 . 我使用 HEX 值指定 color 点 .

我遇到的表面和点的问题类似于here描述的问题 .

以下是详细信息：

我在Matplotlib中有蓝色和红色点的3D散点图：

self.subplot_3d = self.subplot.scatter(x_red, y_red, z_red, s = 150, c = RED,  depthshade = False, lw = 0, alpha = 1)
self.subplot_3d = self.subplot.scatter(x_blue, y_blue, z_blue, s = 150, c = BLUE,  depthshade = False, lw = 0, alpha = 1)

点可线性分离 - 存在分离平面，分离红点和蓝点 . 我画平原使用

self.plane = self.subplot.plot_surface(X, Y, Z, antialiased = True, color = RED_BACKGROUND, alpha = 0.5)

我想绘制两个图：在第一个图中，没有绘制分离平面 - 只有红色和蓝色点（左） . 在第二个中有一个分离平面（右） .

enter image description here

enter image description here

绘制分离平面后，我无法强制在红点和蓝点之间绘制平面（正如平面方程和点的位置所预期的那样） The plane always appears on top of all the points.

我正在考虑的解决方案如下： "preprocess" the color of the blue points so that when overlayed with the color of the transparent plane I obtain the original blue color . 通过这种方式，点将显示在平面的顶部，它应该是我当前的问题 .

我使用了 HEX color specification，我不确定在matplotlib中使用透明度时颜色是如何混合的 . 我正在寻找参考或建议如何"counteract"飞机的红色透明颜色，比方说， alpha = 0.2 .

换句话说，我想实现像sepicifiying这样的东西： Blue = #0000FF Red = #FF0000 PreProcBlue = "#-FF00FF"' 以便 PreProcBlue + Red = Blue .

谢谢！

python matplotlib colors color-scheme

1 回答

  • 2

    一个问题是 scatter 不尊重 zorder . 因此，可以使用 plot 代替 .

    我编写了一个比较 plot 和 scatter 的示例，绘制了z = 0以下的蓝点，z = 0处的平面和z = 0以上的红点 .
    在每种情况下，我使用-100,1,100的zorder分别用于蓝点，平面，红点 . （请注意，如果zorder的差异较小或者所有都是正数，则会失败）

    import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D

fig = plt.figure(figsize=(12,6))
ax = fig.add_subplot(121, projection='3d', aspect="equal")
ax2 = fig.add_subplot(122, projection='3d', aspect="equal")
plt.subplots_adjust(0,0,1,1,0,0)

x = np.array([-1,1])
X,Y = np.meshgrid(x,x)
Z = np.zeros_like(X)

xr = np.random.rand(10,3)
xb = np.random.rand(10,3)
xb[:,2] = xb[:,2]-1.


ax2.set_title("scatter")
ax2.scatter(xb[:,0], xb[:,1], xb[:,2], s = 144, c = "b",  depthshade = False, lw = 0, alpha = 1, zorder=-100)
ax2.plot_surface(X, Y, Z, antialiased = True, color = "#800000", alpha = 0.5, zorder=0)
ax2.scatter(xr[:,0], xr[:,1], xr[:,2], s = 144, c = "r",  depthshade = False, lw = 0, alpha = 1, zorder=100)

ax.set_title("plot")
ax.plot(xb[:,0], xb[:,1], xb[:,2], c = "b",  marker="o", markersize=12, lw = 0, alpha = 1, zorder=-100)
ax.plot_surface(X, Y, Z, antialiased = True, color = "#800000", alpha = 0.5, zorder=0)
ax.plot(xr[:,0], xr[:,1], xr[:,2], c = "r",  marker="o", markersize=12, lw = 0, alpha = 1, zorder=100)

ax2.view_init(elev=32, azim=115)
ax.view_init(elev=32, azim=115)

def on_move(event):
    if event.inaxes == ax:
        ax2.view_init(elev=ax.elev, azim=ax.azim)
    elif event.inaxes == ax2:
        ax.view_init(elev=ax2.elev, azim=ax2.azim)
    else:
        return
    fig.canvas.draw_idle()

c1 = fig.canvas.mpl_connect('motion_notify_event', on_move)

plt.savefig(__file__+".png")
plt.show()

    从图中可以看出， plot 的行为与预期一致，显示了平面上方的红点和下方的蓝点 .

    enter image description here

    请注意，我使用matplotlib 2.0.0来生成这些图;我不确定，1.5.3或以下是否相同 .

    关于为什么不能“预补偿”背景点的颜色与叠加混合的一些见解，以便得到的颜色应该是完全蓝色的情况：

    我们保留RGBA colorsceme，其中每种颜色由元组（红色，绿色，蓝色，alpha）表示，其中每个通道可以取 0 和 1 之间的值 .
    生成的颜色应为完全蓝色： cres = (0,0,1,1) . 叠加层的颜色可以是一些半透明的红色： cover = (1,0,0,0.5) .

    然后可以使用通常的colormixing formulae计算点的颜色为 cdot = (1,0,2,1) .

    正如您所看到的，蓝色通道需要 2 才能工作，这超出了colorsystem的范围 . 当然你可能想要验证任何其他颜色 cover 这仍然是正确的，但它已经直观清晰：对于任何混合透明色 cover ， cdot 的蓝色通道将大于 1 ，产生不存在颜色 .

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