如何缩放含不同宽高比图像的子图，使子图高度一致？

问题原因 #

subplots默认会让子图的绘图区域（axes）尺寸一致，但imshow会根据图像的长宽比自动调整显示比例（默认aspect='equal'），导致子图实际显示的图像高度不一样。这是设计行为，因为imshow优先保证图像不被拉伸变形。

解决方法 #

方法1：统一设置imshow的aspect参数 #

如果不需要严格保持图像的原始长宽比，可以将aspect设为'auto'，让图像自适应子图尺寸：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

rnd = np.random.default_rng(123)

dx1, dy1 = 3, 2
dx2, dy2 = 3, 4

im1 = rnd.random((dy1, dx1))
im2 = rnd.random((dy2, dx2))

fig, (ax1, ax2) = plt.subplots(1, 2)

ax1.imshow(im1, aspect='auto')
ax2.imshow(im2, aspect='auto')
plt.show()

方法2：手动匹配子图的显示高度 #

要保留图像原始长宽比同时让高度一致，可以计算两个图像的宽度比例，调整子图的宽度，让图像高度对齐：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

rnd = np.random.default_rng(123)

dx1, dy1 = 3, 2
dx2, dy2 = 3, 4

# 计算两个图像的宽高比
aspect1 = dx1 / dy1
aspect2 = dx2 / dy2

# 按高度一致的比例设置子图宽度比
width_ratio = [aspect1, aspect2]

fig, (ax1, ax2) = plt.subplots(1, 2, figsize=(8, 3), gridspec_kw={'width_ratios': width_ratio})

ax1.imshow(im1)
ax2.imshow(im2)
plt.tight_layout()
plt.show()

这个方法通过gridspec_kw的width_ratios参数，根据图像的宽高比调整子图宽度，保证图像显示高度相同，同时保留原始比例。

方法3：使用Axes.set_box_aspect #

Matplotlib 3.3+支持set_box_aspect方法，可以直接指定子图的宽高比，让两个子图的高度对应的比例匹配：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

rnd = np.random.default_rng(123)

dx1, dy1 = 3, 2
dx2, dy2 = 3, 4

fig, (ax1, ax2) = plt.subplots(1, 2)

ax1.imshow(im1)
ax2.imshow(im2)

# 设置子图的宽高比等于图像的宽高比
ax1.set_box_aspect(dy1/dx1)
ax2.set_box_aspect(dy2/dx2)

# 调整布局
plt.tight_layout()
plt.show()

关于subplots的设计行为 #

是的，这是设计行为。subplots创建的子图本身的axes区域尺寸是一致的，但imshow默认的aspect='equal'会强制图像像素为正方形，所以当图像的长宽比不同时，显示的图像高度/宽度会被限制，导致视觉上子图高度不一致。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者divenex