设置Colorbar中点值：如何让数值0对应白色

以下代码用于生成指定范围的随机整数，为其分配RGBA颜色并绘制成patch：

import numpy
import matplotlib as mpl
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.patches as patches
import matplotlib.colors as mcolors
import matplotlib.colorbar as cbar
from matplotlib import cm
import random

class MidpointNormalize(mpl.colors.Normalize):
    def __init__(self,vmin=None,vmax=None,midpoint=None,clip=False):
        self.midpoint=midpoint
        mpl.colors.Normalize.__init__(self,vmin,vmax,clip)
    def __call__(self,value,clip=None):
        x,y=[self.vmin,self.midpoint,self.vmax],[0,0.5,1]
        return numpy.ma.masked_array(numpy.interp(value,x,y),numpy.isnan(value))

colors=plt.cm.RdBu(numpy.linspace(0,1,256))
colormap=mcolors.LinearSegmentedColormap.from_list('colormap',colors)
normalisecolors=MidpointNormalize(vmin=-50,midpoint=0,vmax=100)
scalecolors=cm.ScalarMappable(norm=normalisecolors,cmap=colormap) 

fig,ax=plt.subplots(figsize=(8,8))
ax.set_xlim(0,100)
ax.set_ylim(0,100)

for x in range(0,100):
    for y in range(0,100):
        val=random.randint(-50,100)
        rgbacolor=scalecolors.to_rgba(val)
        ax.add_patch(patches.Polygon([(x,y),(x,y+1),(x+1,y+1),(x+1,y)],fill=True,facecolor=rgbacolor))

cax,_=cbar.make_axes(ax,orientation='horizontal',aspect=50,pad=0.12)
cb=cbar.ColorbarBase(cax,cmap=colormap,norm=normalisecolors,orientation='horizontal')

我希望让数值0对应颜色条的白色，本来以为第20行的MidpointNormalize设置（将midpoint设为0）能实现，但实际并未生效——当前颜色条里0对应的不是白色，而是偏蓝的色调。

恳请帮忙排查问题。另外请勿建议其他绘图方式，我实际场景需要处理数值模型输出文件，代码量很大，这里只是用随机数简化了示例。

问题根源很简单：你用的RdBu默认色板的中点（0.5位置）不是白色，而是淡紫色。你写的MidpointNormalize确实把数值0映射到了色板的0.5位置，但这个位置本身就不是白色，所以才会出现不符合预期的结果。

要解决这个问题，你需要自己构建一个红-白-蓝的渐变色板，明确让色板的中点对应白色，再配合你的MidpointNormalize逻辑，就能让数值0准确对应白色了。

修改步骤：

• 替换原有的色板创建代码，手动定义颜色节点：红色（对应最小值-50）、白色（对应中点0）、蓝色（对应最大值100）
• 其余代码保持不变，你的MidpointNormalize逻辑是正确的

修改后的关键代码段：

# 替换原有的colormap创建部分
color_nodes = [
    (0.0, '#FF0000'),   # 红色对应vmin=-50
    (0.5, '#FFFFFF'),   # 白色对应midpoint=0
    (1.0, '#0000FF')    # 蓝色对应vmax=100
]
colormap = mcolors.LinearSegmentedColormap.from_list('custom_RdBu', color_nodes, N=256)

把这段代码替换掉原来的colors=plt.cm.RdBu(...)和colormap=mcolors.LinearSegmentedColormap.from_list(...)两行即可。

完整修改后的代码如下：

import numpy
import matplotlib as mpl
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.patches as patches
import matplotlib.colors as mcolors
import matplotlib.colorbar as cbar
from matplotlib import cm
import random

class MidpointNormalize(mpl.colors.Normalize):
    def __init__(self,vmin=None,vmax=None,midpoint=None,clip=False):
        self.midpoint=midpoint
        mpl.colors.Normalize.__init__(self,vmin,vmax,clip)
    def __call__(self,value,clip=None):
        x,y=[self.vmin,self.midpoint,self.vmax],[0,0.5,1]
        return numpy.ma.masked_array(numpy.interp(value,x,y),numpy.isnan(value))

# 自定义红-白-蓝colormap
color_nodes = [
    (0.0, '#FF0000'),
    (0.5, '#FFFFFF'),
    (1.0, '#0000FF')
]
colormap = mcolors.LinearSegmentedColormap.from_list('custom_RdBu', color_nodes, N=256)

normalisecolors=MidpointNormalize(vmin=-50,midpoint=0,vmax=100)
scalecolors=cm.ScalarMappable(norm=normalisecolors,cmap=colormap) 

fig,ax=plt.subplots(figsize=(8,8))
ax.set_xlim(0,100)
ax.set_ylim(0,100)

for x in range(0,100):
    for y in range(0,100):
        val=random.randint(-50,100)
        rgbacolor=scalecolors.to_rgba(val)
        ax.add_patch(patches.Polygon([(x,y),(x,y+1),(x+1,y+1),(x+1,y)],fill=True,facecolor=rgbacolor))

cax,_=cbar.make_axes(ax,orientation='horizontal',aspect=50,pad=0.12)
cb=cbar.ColorbarBase(cax,cmap=colormap,norm=normalisecolors,orientation='horizontal')

plt.show()

运行修改后的代码，数值0就会正确显示为白色，颜色条的渐变也会符合你的预期。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者chrisprt