Matplotlib中imshow设interpolation='None'保存PDF时alpha不生效问题

问题原因 #

这是matplotlib 3.4.3及更早版本存在的已知bug：当imshow指定interpolation='None'参数时，PDF、SVG等矢量导出后端会忽略逐像素设置的alpha参数，仅保留颜色通道的渲染结果。

可行解决方法 #

• 方案1：替换插值参数为'nearest'
'nearest'的显示效果和'None'完全一致，不会出现插值模糊，同时可以兼容矢量后端的alpha通道导出，修改后的代码如下：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

arr = np.abs(np.sin(np.linspace(0, 2*np.pi)))
x,y = np.meshgrid(arr,arr)
arr = x*y
plt.figure()
# 仅修改interpolation参数为'nearest'即可
plt.imshow(arr, alpha=arr, interpolation='nearest')
plt.savefig("fig1.pdf")

• 方案2：预生成RGBA四通道数组传入imshow
  如果必须使用interpolation='None'参数，可以提前将颜色数据和alpha通道合并为RGBA数组，规避后端渲染bug：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from matplotlib.colors import Normalize

arr = np.abs(np.sin(np.linspace(0, 2*np.pi)))
x,y = np.meshgrid(arr,arr)
arr = x*y
# 归一化数据获取颜色映射
norm = Normalize(vmin=arr.min(), vmax=arr.max())
cmap = plt.get_cmap('viridis') # 可替换为你需要的配色方案
rgba_arr = cmap(norm(arr))
# 赋值alpha通道
rgba_arr[..., -1] = arr
plt.figure()
plt.imshow(rgba_arr, interpolation='None')
plt.savefig("fig1.pdf")

• 方案3：升级matplotlib到3.5.0及以上版本
  该bug在matplotlib 3.5.0版本中已被修复，升级后原代码即可正常导出带alpha的PDF文件。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者matmoa