可视化之路（十一）matplotlib颜色详解

一.前言

matplotlib库是当前最为流行的数据可视化库，他支持相当多的颜色选择，接下来将详细介绍matplotlib库支持的各种颜色输入。

二.支持的颜色

1. 2.1封闭区间 [0, 1] 中浮点值的 RGB 或 RGBA（红、绿、蓝、alpha）元组。

   举例：(0.1, 0.2, 0.54)，(0.1, 0.5, 0.2, 0.6)

2. 不区分大小写的十六进制 RGB 或 RGBA 字符串。

   举例：’#0f0f0f’或者’#0f0f0f80’

3. 不区分大小写的 RGB 或 RGBA 字符串等效于重复字符的十六进制速记。

   举例：’#abc’ 作为 ‘#aabbcc’和’#fb1’ 作为 ‘#ffbb11’

4. 灰度值的闭区间浮点值的字符串表示形式。

   • 0 ：作为黑色
   • 1：作为白色
   • 0.8 ：作为浅灰色

5. 一些基本颜色的单字符速记符号。

   • 'b' 如蓝色
   • 'g' 作为绿色
   • 'r' 作为红色
   • 'c' 作为青色
   • 'm' 洋红色
   • 'y' 作为黄色
   • 'k' 作为黑色
   • 'w' 作为白色

6. 不区分大小写的 X11/CSS4 颜色名称，（不含空格）

   举例：'aquamarine'和'mediumseagreen'

7. 来自xkcd 的不区分大小写的颜色名称， 带有'xkcd:'前缀。

   举例：'xkcd:sky blue'和'xkcd:eggshell'

8. 来自“T10”分类调色板的不区分大小写的 Tableau 颜色。

   • 'tab:blue'
   • 'tab:orange'
   • 'tab:green'
   • 'tab:red'
   • 'tab:purple'
   • 'tab:brown'
   • 'tab:pink'
   • 'tab:gray'
   • 'tab:olive'
   • 'tab:cyan'

9. “CN”颜色规范。

   • 'C0'
   • 'C1'

matplotlib计算透明度公式：

$RG{B}_{new}=RG{B}_{below}\ast (1-\alpha )+RG{B}_{artist}\ast \alpha$

三.实例

3.1X11/CSS4 与 xkcd 颜色对比

完整代码：

import matplotlib.colors as mcolors
import matplotlib.patches as mpatch
import matplotlib.pyplot as plt

overlap = {
    name for name in mcolors.CSS4_COLORS
           if f'xkcd:{
      name}' in mcolors.XKCD_COLORS}

fig = plt.figure(figsize=[9, 5])
ax = fig.add_axes([0, 0, 1, 1])

n_groups = 3
n_rows = len(overlap) // n_groups + 1

for j, color_name in enumerate(sorted(overlap)):
    css4 = mcolors.CSS4_COLORS[color_name]
    xkcd = mcolors.XKCD_COLORS[f'xkcd:{
      color_name}'].upper()

    # Pick text colour based on perceived luminance.
    rgba = mcolors.to_rgba_array([css4, xkcd])
    luma = 0.299 * rgba[:, 0] + 0.587 * rgba[:, 1] + 0.114 * rgba[:, 2]
    css4_text_color = 'k' if luma[0] > 0.5 else 'w'
    xkcd_text_color = 'k' if luma[1] > 0.5 else 'w'

    col_shift = (j // n_rows) * 3
    y_pos = j % n_rows
    text_args = dict(fontsize=10, weight='bold' if css4 == xkcd else None)
    ax.add_patch(mpatch.Rectangle((0 + col_shift, y_pos), 1, 1, color=css4))
    ax.add_patch(mpatch.Rectangle((1 + col_shift, y_pos), 1, 1, color=xkcd))
    ax.text(0.5 + col_shift, y_pos + .7, css4,
            color=css4_text_color, ha='center', **text_args)
    ax.text(1.5 + col_shift, y_pos + .7, xkcd,
            color=xkcd_text_color, ha='center', **text_args)
    ax.text(2 + col_shift, y_pos + .7, f' {
      color_name}', **text_args)

for g in range(n_groups):
    ax.hlines(range(n_rows), 3*g, 3*g + 2.8, color='0.7', linewidth=1)
    ax.text(0.5 + 3*g, -0.3, 'X11/CSS4', ha='center')
    ax.text(1.5 + 3*g, -0.3, 'xkcd', ha='center')

ax.set_xlim(0, 3 * n_groups)
ax.set_ylim(n_rows, -1)
ax.axis('off')

plt.show()

效果如下：

3.2CN颜色选择

Matplotlib 在绘制时将“CN”颜色转换为 RGBA。完整代码如下：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib as mpl

th = np.linspace(0, 2*np.pi, 128)


def demo(sty):
    mpl.style.use(sty)
    fig, ax = plt.subplots(figsize=(3, 3))

    ax.set_title('style: {!r}'.format(sty), color='C0')

    ax.plot(th, np.cos(th), 'C1', label='C1')
    ax.plot(th, np.sin(th), 'C2', label='C2')
    ax.legend()


demo('default')
demo('seaborn')

​ 效果如下：

四.参考

1. 可视化基础类详解

2. bar函数详解

3. plot函数详解

4. Line2D类详解

5. Rectangle类详解

6. Patch类详解

7. Circle类详解

8. Ellipse类详解

9. Arrow类详解

10. 分割画布函数详解