绘制颜色渐变分段线时，如何合理使用自定义colormap并固定映射规则？

你遇到的核心问题是颜色映射的数组和线段的实际坐标范围绑定了——当前代码里的res_ar是根据线段的x起点和终点生成的（np.linspace(x1, x2, len(x_coords))），所以当线段变短（比如x从0到0.5），颜色数组的范围也跟着变成0到0.5，Matplotlib会自动把这个范围拉伸到colormap的0-1区间，看起来就像是colormap适配了线段。

要解决这个问题，我们需要让颜色映射的逻辑和线段坐标彻底脱钩：让颜色数组始终保持0到1的固定范围，通过调整颜色归一化（Normalize）的参数来控制colormap的使用区间，而不是让线段坐标影响颜色范围。

修改后的代码示例 #

情况1：使用完整colormap（阈值>0.3）

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.collections import LineCollection
from matplotlib.colors import LinearSegmentedColormap

# 任意修改线段坐标，颜色映射不受影响
x1 = 0
x2 = 0.5  # 线段变短了
y1 = 0
y2 = 0.5

# 创建线段坐标
x_coords = np.linspace(x1, x2, 100)
y_coords = np.linspace(y1, y2, 100)

# 关键修改：颜色映射数组固定为0到1，和线段坐标无关
res_ar = np.linspace(0, 1, len(x_coords))

# 生成线段结构（这部分不需要改）
points = np.array([x_coords, y_coords]).T.reshape(-1, 1, 2)
segments = np.concatenate([points[:-1], points[1:]], axis=1)

fig, ax = plt.subplots()

# 自定义蓝红colormap（这部分不需要改）
cvals = [0., 1.]
colors = ['blue', 'red']
# 归一化范围固定为0-1，对应完整colormap
norm = plt.Normalize(0, 1)
tuples = list(zip(map(norm, cvals), colors))
cmap = LinearSegmentedColormap.from_list('', tuples)

# 绘制分段线
lc = LineCollection(segments, cmap=cmap, norm=norm)  # 传入固定的norm
lc.set_array(res_ar)  # 用固定的0-1数组
ax.add_collection(lc)
ax.set_xlim(x1-0.1, x2+0.1)
ax.set_ylim(y1-0.1, y2+0.1)
plt.colorbar(lc)  # 显示颜色条，验证范围是0-1
plt.show()

情况2：使用colormap的前半部分（阈值=0.15）

只需要修改Normalize的范围，把vmax设为0.5，这样颜色数组的0-1会被映射到colormap的0-0.5区间（蓝色到紫色）：

# ... 前面的线段坐标、颜色数组部分和上面一样 ...

# 调整归一化范围，只使用colormap的前半部分
norm = plt.Normalize(0, 0.5)  # vmax设为0.5，对应colormap的前半段

# 后续代码不变
tuples = list(zip(map(norm, cvals), colors))
cmap = LinearSegmentedColormap.from_list('', tuples)

lc = LineCollection(segments, cmap=cmap, norm=norm)
lc.set_array(res_ar)
# ... 显示部分不变 ...

关键修改点说明 #

1. 固定颜色映射数组：把res_ar改成np.linspace(0, 1, len(x_coords))，这样不管线段多长，颜色数组始终是0到1的线性序列，和线段坐标无关。
2. 控制colormap使用区间：通过修改Normalize的vmin和vmax来决定使用colormap的哪一部分：
   • 用完整colormap时，vmin=0，vmax=1
   • 用前半部分时，vmin=0，vmax=0.5
   • 如果想用后半部分，就设vmin=0.5，vmax=1
3. 显式传入norm：创建LineCollection时把固定的norm传进去，确保Matplotlib不会自动调整颜色范围。

这样修改后，不管你怎么调整线段的坐标（变长、变短、改变起点终点），colormap的使用逻辑都不会变，完全由你设定的阈值和归一化范围控制。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Artur Müller Romanov