更改 3D 图垂直 (z) 轴的位置

Question

我正在 Python 中使用 Matplotlib 绘制一些 3D 曲面图，并注意到一个恼人的现象。根据我设置视点（相机位置）的方式，垂直 (z) 轴在左侧和右侧之间移动。以下是两个示例：示例 1，轴左，示例 2，轴右。第一个示例有 ax.view_init(25,-135)，第二个示例有 ax.view_init(25,-45)。

我想保持观点相同（查看数据的最佳方式）。有什么方法可以将轴强制向一侧或另一侧吗？

Answer 1

我需要类似的东西：在两侧绘制 z 轴。感谢 @crayzeewulf 的回答，我找到了以下解决方法（左侧、右侧或两侧）：

首先根据需要绘制 3d，然后在调用

show()

之前，使用仅覆盖

Axes3D

方法的 Wrapper 类包装

draw()

。

包装类调用只是将某些功能的可见性设置为 False，它会绘制自身并最终使用修改后的平面绘制 z 轴。这个包装类允许您在左侧、右侧或两侧绘制 z 轴。

import matplotlib
matplotlib.use('QT4Agg')
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import axes3d

class MyAxes3D(axes3d.Axes3D):

    def __init__(self, baseObject, sides_to_draw):
        self.__class__ = type(baseObject.__class__.__name__,
                              (self.__class__, baseObject.__class__),
                              {})
        self.__dict__ = baseObject.__dict__
        self.sides_to_draw = list(sides_to_draw)
        self.mouse_init()

    def set_some_features_visibility(self, visible):
        for t in self.w_zaxis.get_ticklines() + self.w_zaxis.get_ticklabels():
            t.set_visible(visible)
        self.w_zaxis.line.set_visible(visible)
        self.w_zaxis.pane.set_visible(visible)
        self.w_zaxis.label.set_visible(visible)

    def draw(self, renderer):
        # set visibility of some features False 
        self.set_some_features_visibility(False)
        # draw the axes
        super(MyAxes3D, self).draw(renderer)
        # set visibility of some features True. 
        # This could be adapted to set your features to desired visibility, 
        # e.g. storing the previous values and restoring the values
        self.set_some_features_visibility(True)

        zaxis = self.zaxis
        draw_grid_old = zaxis.axes._draw_grid
        # disable draw grid
        zaxis.axes._draw_grid = False

        tmp_planes = zaxis._PLANES

        if 'l' in self.sides_to_draw :
            # draw zaxis on the left side
            zaxis._PLANES = (tmp_planes[2], tmp_planes[3],
                             tmp_planes[0], tmp_planes[1],
                             tmp_planes[4], tmp_planes[5])
            zaxis.draw(renderer)
        if 'r' in self.sides_to_draw :
            # draw zaxis on the right side
            zaxis._PLANES = (tmp_planes[3], tmp_planes[2], 
                             tmp_planes[1], tmp_planes[0], 
                             tmp_planes[4], tmp_planes[5])
            zaxis.draw(renderer)

        zaxis._PLANES = tmp_planes

        # disable draw grid
        zaxis.axes._draw_grid = draw_grid_old

def example_surface(ax):
    """ draw an example surface. code borrowed from http://matplotlib.org/examples/mplot3d/surface3d_demo.html """
    from matplotlib import cm
    import numpy as np
    X = np.arange(-5, 5, 0.25)
    Y = np.arange(-5, 5, 0.25)
    X, Y = np.meshgrid(X, Y)
    R = np.sqrt(X**2 + Y**2)
    Z = np.sin(R)
    surf = ax.plot_surface(X, Y, Z, rstride=1, cstride=1, cmap=cm.coolwarm, linewidth=0, antialiased=False)

if __name__ == '__main__':
    fig = plt.figure(figsize=(15, 5))
    ax = fig.add_subplot(131, projection='3d')
    ax.set_title('z-axis left side')
    ax = fig.add_axes(MyAxes3D(ax, 'l'))
    example_surface(ax) # draw an example surface
    ax = fig.add_subplot(132, projection='3d')
    ax.set_title('z-axis both sides')
    ax = fig.add_axes(MyAxes3D(ax, 'lr'))
    example_surface(ax) # draw an example surface
    ax = fig.add_subplot(133, projection='3d')
    ax.set_title('z-axis right side')
    ax = fig.add_axes(MyAxes3D(ax, 'r'))
    example_surface(ax) # draw an example surface
    plt.show()

Answer 2

正如OP在下面的评论中指出的，下面建议的方法没有为原始问题提供足够的答案。

正如this注释中提到的，axis3d中有很多硬编码值，这使得自定义其行为变得困难。所以，我认为在当前的 API 中没有一个好的方法可以做到这一点。您可以通过修改

_PLANES

的

zaxis

参数来“破解”它，如下所示：

tmp_planes = ax.zaxis._PLANES 
ax.zaxis._PLANES = ( tmp_planes[2], tmp_planes[3], 
                     tmp_planes[0], tmp_planes[1], 
                     tmp_planes[4], tmp_planes[5])
view_1 = (25, -135)
view_2 = (25, -45)
init_view = view_2
ax.view_init(*init_view)

现在，无论您如何旋转图形，z 轴将始终位于图形的左侧（只要 z 轴正方向朝上）。但 x 轴和 y 轴将继续翻转。您可以使用

_PLANES

，并且可能能够获得所有轴所需的行为，但这可能会在

matplotlib

的未来版本中中断。

Answer 3

我写了一个解决方案，因为我对提供的解决方案不满意。它似乎没有在正确的一侧正确显示刻度和刻度标签（要么在两侧显示，要么根本不显示）。

这个“黑客”涉及简单地切换 x 和 y 轴，并反转 y 轴。注意：您必须按 Y、X、Z 顺序绘制曲面，但对于提供的示例而言，这并不重要，因为提供的曲面是对称的（跨 x 和 y）

import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d.axes3d import Axes3D

def example_surface(ax):
    """ draw an example surface. code borrowed from http://matplotlib.org/examples/mplot3d/surface3d_demo.html """
    from matplotlib import cm
    import numpy as np
    X = np.arange(-5, 5, 0.25)
    Y = np.arange(-5, 5, 0.25)
    X, Y = np.meshgrid(X, Y)
    R = np.sqrt(X**2 + Y**2)
    Z = np.sin(R)
    surf = ax.plot_surface(Y, X, Z, rstride=1, cstride=1, cmap=cm.coolwarm, linewidth=0, antialiased=False)

if __name__ == '__main__':
    f, ax = plt.subplots(1, 1, figsize=(5, 5), subplot_kw={"projection": "3d"})
    ax.invert_yaxis()
    ax.view_init(elev=15, azim=-130)
    example_surface(ax) # draw an example surface
    plt.show()
    print("here")