如何将Matplotlib图形保存为十进制格式的PNG字节数组

问题描述 #

我用Matplotlib可视化数据生成3D体素图形，代码如下：

fig = plt.figure(figsize=(16,16))
ax = fig.add_subplot(projection='3d')
ax.voxels(space, facecolors = rgb_input)
plt.axis('off')
fig.patch.set_alpha(0.25)
ax.patch.set_alpha(0.25)

我希望直接生成十进制格式的PNG字节数组，而不是先存成PNG再转换。尝试以下代码后，得到的是bytes类型数据，看起来像ASCII字节数组，不知道怎么转成十进制数组：

buf = io.BytesIO()
plt.savefig(buf, format = 'png')
buf.seek(0)
data = buf.read()

解决方法 #

你得到的data本身就是PNG的二进制字节数据，每个字节对应0-255的十进制数值，只是Python打印bytes对象时，会把可打印的ASCII字符显示为字符形式，而非数值。要转换成十进制整数数组，直接用以下两种方式：

方式1：Python内置list转换 #

import io
import matplotlib.pyplot as plt

# 你的绘图代码...

buf = io.BytesIO()
plt.savefig(buf, format='png')
buf.seek(0)
data = buf.read()

# 转换为十进制整数数组
decimal_byte_array = list(data)
# 此时decimal_byte_array里的每个元素都是0-255的十进制整数

方式2：Numpy生成高效数值数组（适合大数据量） #

如果需要处理大规模数据，用Numpy转换更高效：

import numpy as np

# 接上面的data
decimal_byte_array = np.array(data, dtype=np.uint8)
# 得到uint8类型的Numpy数组，每个元素对应十进制字节值

解释：bytes对象本质是不可变的字节序列，每个元素的取值范围就是0-255的整数，list(data)会把每个字节直接转成对应的十进制整数；Numpy方式则生成更紧凑的数值数组，适合后续数值操作。

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