如何在Matplotlib中绘制带圆角的极坐标柱状图？

普通的Matplotlib极坐标柱状图（plt.bar(polar=True)）不支持直接设置圆角，不过可以通过自定义路径（Path）来实现，这是最简便的纯Matplotlib原生方法，不需要额外依赖。

核心思路 #

极坐标下的圆角柱状图，本质是把每个柱的外边缘两个直角替换成圆弧。我们可以通过Path对象手动构建包含圆弧的柱形路径，再用PathPatch添加到极轴上。

实现代码 #

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.path import Path
import matplotlib.patches as patches
import numpy as np

def add_rounded_polar_bar(theta, bar_width, bar_height, corner_radius, ax):
    # 转换角度为弧度
    theta_rad = np.radians(theta)
    width_rad = np.radians(bar_width)
    
    # 极坐标转笛卡尔坐标的工具函数
    def polar2cart(r, angle):
        return (r * np.cos(angle), r * np.sin(angle))
    
    # 柱形的关键顶点坐标（极坐标转笛卡尔）
    inner_left = polar2cart(0, theta_rad)
    inner_right = polar2cart(0, theta_rad + width_rad)
    outer_left = polar2cart(bar_height - corner_radius, theta_rad)
    outer_right = polar2cart(bar_height - corner_radius, theta_rad + width_rad)
    
    # 构造路径的顶点和指令码
    vertices = [inner_left, outer_left]
    codes = [Path.MOVETO, Path.LINETO]
    
    # 添加外边缘的圆角圆弧
    arc_center = polar2cart(bar_height, theta_rad + width_rad/2)
    # 创建圆弧路径，缩放平移到对应位置
    arc = Path.arc(np.degrees(theta_rad), np.degrees(theta_rad + width_rad))
    arc = arc.transformed(
        plt.matplotlib.transforms.Affine2D().scale(corner_radius).translate(*arc_center)
    )
    vertices.extend(arc.vertices)
    codes.extend(arc.codes)
    
    # 完成柱形路径的剩余部分
    vertices.extend([outer_right, inner_right])
    codes.extend([Path.LINETO, Path.LINETO])
    codes.append(Path.CLOSEPOLY)
    
    # 创建补丁并添加到轴上
    path = Path(vertices, codes)
    patch = patches.PathPatch(path, facecolor='#1f77b4', edgecolor='black', linewidth=1)
    ax.add_patch(patch)
    return patch

# 示例使用
fig, ax = plt.subplots(subplot_kw={'polar': True}, figsize=(8,8))

# 测试数据
angles = np.arange(0, 360, 45)
bar_widths = [30]*8
heights = [2, 3, 4, 3, 2, 1, 2, 3]
corner_r = 0.4

for angle, h in zip(angles, heights):
    add_rounded_polar_bar(angle, bar_widths[0], h, corner_r, ax)

# 调整极轴范围和样式
ax.set_ylim(0, max(heights) + 0.5)
ax.set_yticks([])
plt.show()

说明 #

1. 这个方法通过Path.arc生成圆角圆弧，再通过仿射变换平移缩放到柱形的外边缘位置，比手动生成圆弧点更高效。
2. 你可以通过调整corner_radius参数控制圆角的大小，数值越大圆角越明显（注意不要超过柱形宽度的一半）。
3. 可以自由修改facecolor、edgecolor等样式参数，匹配你需要的视觉效果。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ruthpozuelo