Matplotlib 为什么将我的圆形绘制成椭圆形

Matplotlib是一个用于绘制数据可视化的Python库，它提供了广泛的绘图功能，包括绘制散点图、线图、柱状图、饼图等。然而，在使用Matplotlib绘图时，您可能会发现，当您尝试绘制一个圆形时，它可能会变成一个椭圆形。本文将解释为什么会发生这种情况，并提供一些解决方法。

阅读更多：Matplotlib 教程

为什么我的圆形绘制成了椭圆形？

这个问题的根本原因是绘图坐标系的变形，导致圆形被拉伸成椭圆形。这种变形可能是由于以下原因造成的：

1. 坐标轴的比例不同

当横轴和纵轴的比例不同导致的，圆形就会被拉伸成椭圆形。例如：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

x = np.linspace(-1, 1, 100)
y = np.linspace(-1, 1, 100)
X, Y = np.meshgrid(x, y)
Z = X ** 2 + Y ** 2
fig, ax = plt.subplots()
ax.set_aspect("equal")
ax.contour(X, Y, Z, levels=[1])
plt.show()

该代码将在绘图中心绘制一个圆形，因为ax.set_aspect("equal")使横纵坐标轴比例相同。请注意，如果您注释掉ax.set_aspect("equal")，圆形变为椭圆形。

2. 绘图区域的比例不同

如果绘图区域的比例不同，也会导致圆形的变形。例如：

fig, ax = plt.subplots(figsize=(8, 4))
ax.set_xlim(-1, 1)
ax.set_ylim(-0.5, 0.5)
ax.set_aspect("equal")
ax.add_artist(plt.Circle((0, 0), 0.5))
plt.show()

在这个例子中，我们设置了绘图区域的宽高比为8:4，并在其中央绘制了半径为0.5的圆形。请注意，如果您注释掉ax.set_aspect("equal")，圆形将变成椭圆形。

3.绘图窗口的比例不同

绘图窗口的比例也可能导致圆形变形。例如：

fig, ax = plt.subplots(figsize=(8, 4))
fig.canvas.draw()
w, h = fig.canvas.get_width_height()
ax.set_xlim(0, w)
ax.set_ylim(0, h)
ax.set_aspect("equal")
ax.add_artist(plt.Circle((w/2, h/2), h/4))
plt.show()

在这个例子中，我们设置了绘图窗口的宽高比为8:4，并在中心点绘制一个圆形，该圆形高度为绘图窗口高度的1/4。请注意，如果您注释掉ax.set_aspect("equal")，圆形将变成椭圆形。

如何防止圆形被拉伸成椭圆形？

在绘制圆形时，可以采取以下措施，以避免圆形被拉伸成椭圆形：

1.设置坐标轴的比例

您可以使用ax.set_aspect("equal")设置横纵坐标轴的比例相同。

fig, ax = plt.subplots()
ax.set_aspect("equal")
ax.add_artist(plt.Circle((0, 0), 0.5))
plt.show()

在这个例子中，我们在中心点绘制了一个半径为0.5的圆形，并使用ax.set_aspect("equal")使横纵坐标轴比例相同，确保圆形不被拉伸成椭圆形。

2.设置绘图区域的比例

您可以使用fig.set_size_inches()或fig.subplots_adjust()设置绘图区域的宽高比例。

fig, ax = plt.subplots(figsize=(8, 4))
ax.set_xlim(-1, 1)
ax.set_ylim(-0.5, 0.5)
ax.set_aspect("equal")
ax.add_artist(plt.Circle((0, 0), 0.5))
plt.subplots_adjust(left=0.1, right=0.9, top=0.9, bottom=0.1)
plt.show()