为什么“matplotlib.pyplot.imshow”会返回带有框架的形状？

Question

我的问题很简单：为什么我在下面编写的两段代码会给出两个略有不同的输出？

更具体地说，第一个使用形状为 (1000, 1000) 的 numpy.ndarray 填充“1.0”np.float64 值，除了我想要填充“正方形”的区域之外“0.45” np.float64 值。当我在轴上调用 plt.imshow 方法时，使用颜色图“nipy_spectral”，它返回一个正方形，但周围有一个奇怪的框架......

见下面的代码和最后的左图：

#Code1:
foreground = np.ones((1000, 1000))
foreground = foreground.astype(np.float64)

def drawSquare(centerYX : tuple = (0, 0), radius : int = 1):
    squareCoordinates = np.meshgrid([y for y in range(centerYX[0]-radius, centerYX[0]+radius+1, 1)],
                                    [x for x in range(centerYX[1]-radius, centerYX[1]+radius+1, 1)])
    return squareCoordinates

square1 = drawSquare((round(foreground.shape[0]/2), round(foreground.shape[1]/2)), 200)
foreground[square1[0], square1[1]] = 0.45

fig, ax = plt.subplots(1)
ax.imshow(foreground, cmap = "nipy_spectral", vmin = 0.0, vmax = 1.0, , interpolation = None)
plt.show();

在第二段代码中，我使用了一个形状为 (1000, 1000, 4) 的 numpy.ndarray，我用与“nipy_spectral”颜色图（我的背景）的最后一种颜色对应的 RGBA 序列填充它，除了正方形区域，我用参数“0.45”调用“nipy_spectral”颜色图获得的 RGBA 序列填充。

在这种情况下，我已经有一个 RGBA 图像/数组，不需要通过 Axes.imshow 方法的“cmap”参数进行任何转换。在这种情况下，输出是预期的：一个没有任何奇怪框架的正方形。

见下方代码及最后右图：

#Code2:
foreground = np.zeros((1000, 1000, 4))
foreground[:, :] = [0.8, 0.8, 0.8, 1.0]
foreground = foreground.astype(np.float64)

def drawSquare(centerYX : tuple = (0, 0), radius : int = 1):
    squareCoordinates = np.meshgrid([y for y in range(centerYX[0]-radius, centerYX[0]+radius+1, 1)],
                                    [x for x in range(centerYX[1]-radius, centerYX[1]+radius+1, 1)])
    return squareCoordinates

square1 = drawSquare((round(foreground.shape[0]/2), round(foreground.shape[1]/2)), 200)

nipy_spectral_cm = matplotlib.cm.get_cmap("nipy_spectral")
foreground[square1[0], square1[1]] = nipy_spectral_cm(0.45)

fig, ax = plt.subplots(1)
ax.imshow(foreground)
plt.show();

为什么第一段代码 (Code1) 给出了一个带有奇怪框架的正方形？

Answer 1

帧是由于插值。它也出现在第二个代码中（只需放大图像即可看到），但不太明显，因为它的颜色更接近绿色方块的颜色：

代码 2 --> 内插为蓝绿色：

foreground[299:301,299:301,0]
#array([[0.8, 0.8],
#       [0.8, 0. ]])

foreground[299:301,299:301,1]
#array([[0.8       , 0.8       ],
#       [0.8       , 0.60261373]])

foreground[299:301,299:301,2]
#array([[0.8, 0.8],
#       [0.8, 0. ]])

代码 1 --> 内插为黄色：

foreground[299:301,299:301]
#array([[1.  , 1.  ],
#       [1.  , 0.45]])

使用interpolate='none' 关闭插值并获得清晰的切角。您使用了None 而不是'none'。 None 为默认值，预设为'antialiased'，详见here。