如何在Matplotlib中修改已构建的3D散点图数据？

在Matplotlib里创建单个3D散点数据点后，会发现常规的set_data、set_offsets方法没法修改x、y坐标，只有set_3d_properties能改z值，甚至直接操作_offsets3d属性还会抛出IndexError。这是因为3D散点返回的PathCollection对坐标存储格式有特殊要求。

正确修改方式 #

直接修改_offsets3d属性，但必须传入三个包含单个元素的可迭代对象（比如列表），而非标量或普通列表。示例代码如下：

import matplotlib
matplotlib.use("TkAgg")
import matplotlib.pyplot as plt

plt.ion()
fig = plt.figure(figsize=(8, 8))

ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')
size = 6
ax.set_xlim(-(size / 2), size / 2)
ax.set_ylim(-(size / 2), size / 2)
ax.set_zlim(-(size / 2), size / 2)
datapoint = ax.scatter(0,0,0)

# 正确修改x、y、z坐标
datapoint._offsets3d = ([1], [1], [5])

plt.show()

动态模拟场景示例 #

如果要实现动态更新的模拟效果，配合plt.draw()和plt.pause()即可：

import matplotlib
matplotlib.use("TkAgg")
import matplotlib.pyplot as plt

plt.ion()
fig = plt.figure(figsize=(8, 8))

ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')
size = 6
ax.set_xlim(-(size / 2), size / 2)
ax.set_ylim(-(size / 2), size / 2)
ax.set_zlim(-(size / 2), size / 2)
datapoint = ax.scatter(0,0,0)

# 循环更新坐标实现动态效果
for step in range(10):
    new_x = step * 0.5 - 2.5
    new_y = step * 0.5 - 2.5
    new_z = step * 0.5 - 2.5
    # 更新坐标
    datapoint._offsets3d = ([new_x], [new_y], [new_z])
    plt.draw()
    plt.pause(0.3)

plt.ioff()
plt.show()

报错原因说明 #

之前操作_offsets3d报错，是因为赋值格式不符合要求。_offsets3d要求传入(x_list, y_list, z_list)的结构，哪怕是单个点，每个坐标也得是包含一个元素的列表/元组，不能直接传(1,1,5)这种标量组合。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者I Me