Matplotlib 3D 坐标轴的刻度、标签和 LaTeX

前言

Matplotlib 是一个用于创建数据可视化的 Python 库，支持二维图表和三维图表。在创建 3D 图表时，Matplotlib 提供了许多选项来控制轴标签、刻度线和其他元素的格式和位置。本文将介绍如何设置 3D 刻度标签和使用 LaTeX 语法来添加数学公式。

添加 3D 坐标轴标签

Matplotlib 提供 set_xlabel()、 set_ylabel() 和 set_zlabel() 方法来为 3D 图表添加轴标签。这些方法可以接收字符串作为输入，即表示轴标签的文本。

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

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')

ax.set_xlabel('X')
ax.set_ylabel('Y')
ax.set_zlabel('Z')

plt.show()

上述代码将创建一个具有 X、Y 和 Z 标签的空 3D 图表。

更改 3D 刻度标记的位置、颜色和样式

Matplotlib 提供了 xaxis、yaxis 和 zaxis 属性来访问 x、y 和 z 轴对象。这些对象都具有 set_ticks() 方法，该方法接受一个标记列表作为输入，并将其设置为相应的坐标轴的刻度。

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

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')

x = np.linspace(-10, 10, 500)
y = np.linspace(-10, 10, 500)
z = np.sin(np.sqrt(x ** 2 + y ** 2))

ax.plot(x, y, z)

ax.xaxis.set_ticks([-8, -4, 0, 4, 8])
ax.xaxis.set_tick_params(color='r', pad=15)

ax.yaxis.set_ticks([-8, -4, 0, 4, 8])
ax.yaxis.set_tick_params(color='g', pad=15)

ax.zaxis.set_ticks([-1, 0, 1])
ax.zaxis.set_tick_params(color='b', pad=15)

plt.show()

上述代码将创建一个具有自定义位置、颜色和样式的 3D 刻度标记的图表。

使用 LaTeX 语法添加 3D 数学标记

Matplotlib 还支持 LaTeX 语法，这使得在 3D 图表中添加数学符号和公式成为可能。

首先，必须确保安装了 texlive-full 软件包。安装后，就可以在 Matplotlib 中使用 LaTeX。只需在所需的字符串中插入 LaTeX 语法就可以了。

例如，可以在 set_xlabel() 方法中使用 $...$ 符号来引用希腊字母和数学符号。

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

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')

ax.set_xlabel(r'\alpha')
ax.set_ylabel(r'\beta')
ax.set_zlabel(r'\gamma')

plt.show()