如何提升Matplotlib绘制的空间比例尺在噪点图像上的可见度？

以下是针对噪点图像上空间比例尺可见度差的优化方案，基于你提供的复现代码调整：

1. 给比例尺和文字添加描边 #

通过给箭头和文字添加白色描边，让它们在复杂噪点背景上更突出：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.patheffects import withStroke

n=100
a  = np.random.normal(0,1,size=(n,n))

fig,ax = plt.subplots(1,1)
plt.set_cmap('PuBu')
ax.grid(False)
ax.imshow(a,vmin=-1,vmax=2)

# 给箭头加白色描边
stroke_effect = withStroke(linewidth=4, foreground='white')
arrow = ax.arrow(n/3, n/5, n/3, 0, color='black', lw=2.5, head_width=0, head_length=0)
arrow.set_path_effects([stroke_effect])

# 给文字加白色描边
text = ax.text(n/2, n/5 - n*0.02, '1 unit', ha='center', color='black', weight='bold')
text.set_path_effects([stroke_effect])

plt.show()

2. 给文字添加半透明背景框 #

用半透明背景隔绝噪点，让文字更清晰：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

n=100
a  = np.random.normal(0,1,size=(n,n))

fig,ax = plt.subplots(1,1)
plt.set_cmap('PuBu')
ax.grid(False)
ax.imshow(a,vmin=-1,vmax=2)

# 绘制箭头
ax.arrow(n/3, n/5, n/3, 0, color='black', lw=2.5, head_width=0, head_length=0)

# 添加带半透明背景的文字
bbox_props = dict(boxstyle="round,pad=0.3", fc="white", ec="none", alpha=0.8)
ax.text(n/2, n/5 - n*0.02, '1 unit', ha='center', color='black', weight='bold', bbox=bbox_props)

plt.show()

3. 改用带刻度的比例尺样式 #

替换单纯箭头，制作带两端刻度的比例尺，视觉辨识度更强：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

n=100
a  = np.random.normal(0,1,size=(n,n))

fig,ax = plt.subplots(1,1)
plt.set_cmap('PuBu')
ax.grid(False)
ax.imshow(a,vmin=-1,vmax=2)

# 定义比例尺位置和长度
scale_x_start = n*0.1
scale_x_end = n*0.4
scale_y = n*0.1

# 绘制主刻度线
ax.plot([scale_x_start, scale_x_end], [scale_y, scale_y], color='black', lw=3)
# 绘制两端短竖线
ax.plot([scale_x_start, scale_x_start], [scale_y - n*0.015, scale_y + n*0.015], color='black', lw=3)
ax.plot([scale_x_end, scale_x_end], [scale_y - n*0.015, scale_y + n*0.015], color='black', lw=3)
# 添加带半透明背景的文字
ax.text((scale_x_start+scale_x_end)/2, scale_y - n*0.03, '1 unit', ha='center', color='black', weight='bold',
        bbox=dict(fc='white', ec='none', alpha=0.8))

plt.show()

4. 将比例尺移到图像边缘空白区 #

调整坐标轴范围，把比例尺放在图像外的空白区域，完全避开噪点：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

n=100
a  = np.random.normal(0,1,size=(n,n))

fig,ax = plt.subplots(1,1)
plt.set_cmap('PuBu')
ax.grid(False)
# 绘制图像，保留底部空白
im = ax.imshow(a,vmin=-1,vmax=2, extent=[0, n, 0, n])

# 把比例尺放在底部空白区
ax.arrow(n*0.2, -5, n*0.3, 0, color='black', lw=2.5, head_width=0, head_length=0)
ax.text(n*0.35, -7, '1 unit', ha='center', color='black', weight='bold')
# 调整y轴范围显示比例尺
ax.set_ylim(-10, n)

# 添加颜色条
plt.colorbar(im)
plt.show()

内容的提问来源于stack exchange，提问作者eneguev