如何让Matplotlib绘图与图例中的标记尺寸保持一致？

问题根源 #

ax.scatter()的s参数控制的是标记的面积（单位：平方点，1点=1/72英寸），而Line2D的markersize参数控制的是标记的线性尺寸（比如十字标记的长度，单位：点）。两者计算逻辑完全不同，直接将s的数值传给markersize，会导致图例标记尺寸明显偏大。

解决方案 #

将scatter使用的面积值转换为对应的线性尺寸，对面积取平方根即可（对于+这类线式标记，视觉匹配度最高）。

修改后的代码 #

import numpy as np
import numpy.random as rd
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.lines import Line2D

rd.seed(12345)

fig,ax = plt.subplots()

# Number of time steps in each series
nb_steps = 5
t = np.linspace(1,nb_steps,nb_steps)

# Series 1
x1 = rd.random(nb_steps)
y1 = rd.random(nb_steps)

# Series 2
x2 = 1+2*rd.random(nb_steps)
y2 = 1+rd.random(nb_steps)

# Plotting with increasing marker size within series
marker_sizes = (t+3)**2
ax.scatter(x1,y1, marker = '+', s = marker_sizes)
ax.scatter(x2,y2, marker = '+', s = marker_sizes)

# Writing marker size legend
handles = []
# 将面积值转换为线性尺寸，取平方根匹配scatter的视觉效果
for size, step in zip(marker_sizes, t):
    handles.append(Line2D([0], [0], marker='+', lw=0, color='k', markersize=np.sqrt(size), label=step))

ax.legend(handles=handles, markerscale=1)
plt.show()

修改后，图例中的标记尺寸会和绘图中的标记完全一致，因为我们把scatter的面积参数转换成了Line2D对应的线性尺寸参数。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者bercorvus