如何在Matplotlib顶部axes上方无缝放置等宽PNG图片？

要实现顶部axes上方无缝放置等宽、原比例的PNG图片，关键是结合图片宽高比计算inset_axes的位置和尺寸，同时调整布局避免图片被裁剪，具体步骤如下：

1. 计算图片的宽高比 #

先获取图片原始宽高，算出宽高比，确保图片缩放后保持原比例：

from PIL import Image
import os
import matplotlib.pyplot as plt

img = Image.open(os.path.join(MY_DIR, img_name), formats=["png"])
aspect_ratio = img.height / img.width  # 高度/宽度，得到宽高比

2. 正确设置inset_axes的参数 #

inset_axes的bounds参数[x0, y0, width, height]是相对于父axes的归一化坐标（父axes左下角为(0,0)，右上角为(1,1)）：

• x0=0：图片左边缘和父axes左对齐
• y0=1.0：图片底部和父axes顶部完全衔接（父axes顶部的归一化坐标是1.0）
• width=1.0：图片宽度和父axes一致
• height=aspect_ratio：根据宽高比设置高度，保证图片比例不变

修改后的关键代码：

fig, axes = plt.subplots(nrows=3, ncols=1, sharex=True)
for i, ax in enumerate(axes):
    if i == 0:
        img = Image.open(os.path.join(MY_DIR, img_name), formats=["png"])
        aspect_ratio = img.height / img.width
        # 正确设置inset_axes的bounds参数
        axin = ax.inset_axes([0.0, 1.0, 1.0, aspect_ratio])
        axin.imshow(img, alpha=1)
        axin.axis("off")

3. 调整figure顶部边距避免图片被裁剪 #

默认的figure顶部边距可能不足以容纳上方的图片，需要通过subplots_adjust预留足够空间：

# 计算需要预留的顶部边距：父axes高度占figure的比例 * 图片高度比例，再加少量额外留白
plt.subplots_adjust(top=1 - (1/3)*aspect_ratio - 0.05)
plt.show()

原理说明 #

• 父axes的归一化坐标中，y=1.0对应其顶部边缘，将inset_axes的y0设为1.0，就能让图片底部和父axes顶部无缝衔接。
• 用图片的宽高比设置inset_axes的高度，确保图片缩放后不会变形，同时宽度和父axes完全一致。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者rdv