如何在 Matplotlib 的 3D 曲面图中获得垂直 Z 轴？

Question

我正在使用 Matplotlib 将一些数据绘制为 3D 曲面图。我使用的代码与3D surface plot example 非常相似。它生成如下图：

这个图的问题是 Z 轴不是垂直的。如何使 Z 轴垂直？

我检查了可用的不同 API，发现 view_init。通过使用view_init设置绘图的低仰角（elev=1），我可以使Z轴垂直，如下所示：

但是，这里的问题是，在低海拔处，Y 轴刻度标签全部被覆盖，无法正确查看。所以我需要绘图处于高仰角，并且 X-Y 平面旋转角度如图 1 所示。如何为该绘图实现垂直 Z 轴？

我不知道 Matlab，但我知道 Matplotlib 是从 Matlab API 派生的。因此，我查看了 Matlab 文档中的曲面图示例，发现 Z 轴在他们的示例中似乎是垂直的。下图为高海拔示意图：

更新 1： 根据 Bentoy13 的建议，我设置了 view_init(elev=30, azim=-37.5) 并得到以下结果。它更好，但还不是垂直的：

相比之下，Matlab 绘图中的 Z 轴是完全垂直的。另外，从这个角度可以看出，我实际上不能使用这个azim=-37.5，因为有些信息是隐藏的。还有其他解决方案吗？ :-)

Answer 1

在 MPL 2.1.01 中，他们添加了手动覆盖投影以生成具有正交投影的 3d 图形的选项；只需在脚本中插入以下行：

ax.set_proj_type('ortho')

[来自 MPL 源 1 的示例]

1https://matplotlib.org/users/prev_whats_new/whats_new_2.1.0.html

Answer 2

在 Matlab 文档中给出的示例中，曲面图通常在命令view 给出的特殊位置查看：

view(3)

命令view 设置轴的视点。根据文档，view(3) 设置默认的三维视图，方位角 = –37.5，仰角 = 30。

编辑

垂直z轴的问题不是轴是垂直的，而是透视的问题。默认情况下，Matlab 使用正交投影绘制 3D 表面，但 matplotlib 似乎使用透视投影绘制。可悲的是 matplotlib 没有提供用于设置这个的 API...

编辑 2

看来，以下补丁对于在正交投影中绘制 3D 非常有用：

import numpy
from mpl_toolkits.mplot3d import proj3d
def orthogonal_proj(zfront, zback):
    a = (zfront+zback)/(zfront-zback)
    b = -2*(zfront*zback)/(zfront-zback)
    return numpy.array([[1,0,0,0],
                        [0,1,0,0],
                        [0,0,a,b],
                        [0,0,0,zback]])
proj3d.persp_transformation = orthogonal_proj

我不相信这个补丁，你可以找到它here。