使用 Matplotlib 创建图像网格 | Python 教程

简介

本教程将演示如何使用Matplotlib的 ImageGrid 创建图像网格。我们将创建一个2x2的图像网格，并探索向网格添加颜色条的各种方法。

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导入必要的库和数据

我们首先需要导入必要的库和数据来创建我们的网格。我们将使用 matplotlib.pyplot 进行绘图，使用 cbook 获取示例数据集，并使用 ImageGrid 创建我们的网格。

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib import cbook
from mpl_toolkits.axes_grid1 import ImageGrid

## 获取示例数据
Z = cbook.get_sample_data("axes_grid/bivariate_normal.npy")  ## 15x15 数组
extent = (-3, 4, -4, 3)

创建一个带有单个颜色条的 2x2 图像网格

我们的第一个网格将是一个带有单个颜色条的 2x2 图像网格。我们将使用 ImageGrid 函数来创建网格，并指定我们想要的行数和列数。我们还将指定颜色条的位置，并将 share_all 设置为 True，以便在所有图像之间共享颜色条。

## 创建一个带有单个颜色条的 2x2 图像网格
grid = ImageGrid(
    fig,  ## 图形对象
    141,  ## 子图位置
    nrows_ncols=(2, 2),  ## 行数和列数
    axes_pad=0.0,  ## 轴之间的间距
    label_mode="L",  ## 标签模式
    share_all=True,  ## 在所有图像之间共享颜色条
    cbar_location="top",  ## 颜色条位置
    cbar_mode="single"  ## 颜色条模式
)

## 在网格上绘制图像
for ax in grid:
    im = ax.imshow(Z, extent=extent)

## 向网格添加颜色条
grid.cbar_axes[0].colorbar(im)
for cax in grid.cbar_axes:
    cax.tick_params(labeltop=False)

创建一个 2x2 图像网格，每个图像都有自己的颜色条

我们的下一个网格将是一个 2x2 图像网格，每个图像都有自己的颜色条。我们将再次使用 ImageGrid 函数，但这次我们将 cbar_mode 设置为 "each"，以指定每个图像都应该有自己的颜色条。

## 创建一个 2x2 图像网格，每个图像都有自己的颜色条
grid = ImageGrid(
    fig,  ## 图形对象
    142,  ## 子图位置
    nrows_ncols=(2, 2),  ## 行数和列数
    axes_pad=0.1,  ## 轴之间的间距
    label_mode="1",  ## 标签模式
    share_all=True,  ## 在所有图像之间共享颜色条
    cbar_location="top",  ## 颜色条位置
    cbar_mode="each",  ## 颜色条模式
    cbar_size="7%",  ## 颜色条大小
    cbar_pad="2%"  ## 颜色条与图像之间的间距
)

## 在网格上绘制图像并添加颜色条
for ax, cax in zip(grid, grid.cbar_axes):
    im = ax.imshow(Z, extent=extent)
    cax.colorbar(im)
    cax.tick_params(labeltop=False)

创建一个 2x2 图像网格，每个图像都有自己的颜色条且颜色条范围不同

我们的最后一个网格同样是一个 2x2 图像网格，每个图像都有自己的颜色条，但这次我们将为每个图像使用不同的颜色条范围。在绘制每个图像时，我们将使用 vmin 和 vmax 设置颜色条范围。

## 创建一个 2x2 图像网格，每个图像都有自己的颜色条且颜色条范围不同
grid = ImageGrid(
    fig,  ## 图形对象
    143,  ## 子图位置
    nrows_ncols=(2, 2),  ## 行数和列数
    axes_pad=(0.45, 0.15),  ## 轴之间的间距
    label_mode="1",  ## 标签模式
    share_all=True,  ## 在所有图像之间共享颜色条
    cbar_location="right",  ## 颜色条位置
    cbar_mode="each",  ## 颜色条模式
    cbar_size="7%",  ## 颜色条大小
    cbar_pad="2%"  ## 颜色条与图像之间的间距
)

## 在网格上绘制图像并添加颜色条
limits = ((0, 1), (-2, 2), (-1.7, 1.4), (-1.5, 1))  ## 不同的颜色条范围
for ax, cax, vlim in zip(grid, grid.cbar_axes, limits):
    im = ax.imshow(Z, extent=extent, vmin=vlim[0], vmax=vlim[1])
    cb = cax.colorbar(im)
    cb.set_ticks((vlim[0], vlim[1]))

总结

在本教程中，我们学习了如何使用 Matplotlib 的 ImageGrid 创建图像网格。我们探索了向网格添加颜色条的不同方法，包括为所有图像使用单个颜色条、为每个图像提供其自己的颜色条，以及为每个图像提供其自己的颜色条且颜色条范围不同。