Matplotlib - 路径效果

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路径效果指的是在计算机图形学中操纵路径（路线）的方式。 “路径”是指使用绘图工具创建的线条或形状，而“路径效果”允许您对该线条或形状应用各种修改。

想象一下，您绘制了一条简单的线条，使用路径效果，您可以使该线条看起来波浪形、点状或应用其他视觉变化，而无需手动重新绘制。这就像为创建的路径添加特殊效果，使您的绘图更有趣和动态。

Matplotlib 中的路径效果

您可以使用 matplotlib 中的“path_effects”模块通过创建路径效果来增强绘图的视觉表示。 首先，请考虑“path_effects”模块中的“withStroke()”函数。此函数允许您为线条和标记添加笔触或轮廓。

Matplotlib 中的路径效果允许您通过对绘图中的线条和形状应用特殊的视觉效果来增强其外观。

带有阴影路径效果的简单线条

在 Matplotlib 中，创建带有阴影的简单线条涉及在绘图上绘制基本线条，然后使用阴影效果对其进行增强以使其在视觉上更有趣。此效果使线条下方出现阴影，就像在绘图表面上 tạo ra một bóng mờ tinh tế一样。

示例

在下面的示例中，我们绘制了一条波浪线，然后使用 path_effects 模块向线条添加阴影效果。阴影效果由“灰色”笔触组成，在线条后面 tạo ra vẻ ngoài của một cái bóng。

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.patheffects as path_effects
import numpy as np

# Generating data
x = np.linspace(0, 10, 100)
y = np.sin(x)

# Creating a simple line plot
fig, ax = plt.subplots()
line, = ax.plot(x, y, label='Simple Line')

# Adding a shadow effect to the line
shadow_effect = path_effects.withStroke(linewidth=5, foreground='gray')
line.set_path_effects([shadow_effect])

ax.set_title('Simple Line with Shadow Effect')
plt.legend()
plt.show()

输出

以下是上述代码的输出 -

带有轮廓路径效果的虚线

在 Matplotlib 中创建带有轮廓路径效果的虚线涉及在绘图上绘制点状线条，然后通过添加粗轮廓对其进行增强。要创建轮廓，您可以使用较粗的线宽和实线样式在虚线上方绘制另一条线。

示例

在这里，我们正在创建一条虚线并使用“黑色”笔触轮廓对其进行增强，以使线条具有粗体边框并使其脱颖而出。

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.patheffects as path_effects
import numpy as np

# Generating data
x = np.linspace(0, 10, 100)
y = np.cos(x)

# Creating a dashed line plot with outline
fig, ax = plt.subplots()
line, = ax.plot(x, y, linestyle='dashed', label='Dashed Line')

# Adding an outline effect to the line
outline_effect = path_effects.withStroke(linewidth=3, foreground='black')
line.set_path_effects([outline_effect])

ax.set_title('Dashed Line with Outline Effect')
plt.legend()
plt.show()

输出

执行上述代码后，我们将获得以下输出 -

粗体轮廓散点图路径效果

在 Matplotlib 中使用路径效果创建粗体轮廓散点图涉及在图形上绘制一组点，并通过添加粗轮廓来增强每个点。

示例

在下面的示例中，我们使用随机数据点生成散点图。为了增强这些点的可见性，我们通过在每个散点周围添加“黑色”笔触和增加的“线宽”来为每个点应用粗体轮廓效果。

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.patheffects as path_effects
import numpy as np

# Generating data
x = np.random.rand(50)
y = np.random.rand(50)

# Creating a scatter plot with bold outline effect
fig, ax = plt.subplots()
scatter = ax.scatter(x, y, label='Scatter Plot')

# Adding a bold outline effect to the scatter points
outline_effect = path_effects.withStroke(linewidth=3, foreground='black')
scatter.set_path_effects([outline_effect])

ax.set_title('Scatter Plot with Bold Outline')
plt.legend()
plt.show()

输出

执行上述代码后，我们将获得以下输出 -

组合路径效果

在 Matplotlib 中创建组合路径效果图允许我们对线条应用多种艺术增强，例如线型、标记、颜色渐变和透明度。

• 线型 - 您可以选择各种线型选项，例如实线（' - '）、虚线（' -- '）、点线（'：'）等。
• 标记 - 可以添加标记以突出显示特定数据点。常见的标记包括圆圈（'o'）、正方形（'s'）、三角形（'^'）等。
• 颜色渐变 - 您可以使用颜色渐变创建视觉上吸引人的线条。您可以通过指定“色图”并使用它根据变量为线条着色来实现此目的。
• 透明度 - 为线条添加透明度可以使重叠线条更易于区分。您可以使用“alpha”参数调整透明度。

示例

现在，我们正在将三种路径效果应用于线条：细微的阴影效果、粗体的黑色轮廓和轻微的模糊效果。结果显示了一个组合了这些效果的线图。

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.patheffects as path_effects
import numpy as np

# Generating data
x = np.linspace(0, 10, 100)
y = np.sin(x)

# Creating a line plot
fig, ax = plt.subplots()
line, = ax.plot(x, y, label='Combined Effects Line')

# Combine multiple path effects: Shadow, Bold Outline, and Blur
shadow_effect = path_effects.withStroke(linewidth=5, foreground='cyan')
outline_effect = path_effects.withStroke(linewidth=3, foreground='red')
blur_effect = path_effects.withStroke(linewidth=5, foreground='magenta', alpha=0.4)

# Applying the combined effects to the line
line.set_path_effects([shadow_effect, outline_effect, blur_effect])

ax.set_title('Combined Path Effects Line')
plt.legend()
plt.show()

输出

执行上述代码后，我们将获得以下输出 -