在PyQt5 GUI中嵌入多个matplotlib 3D曲面图的实现方案

核心思路 #

• 先修改MatplotlibCanvas类，默认生成3D坐标轴，适配曲面图绘制需求
• 为每个预留的QGraphicsView创建独立的MatplotlibCanvas实例，通过QGraphicsScene挂载到QGraphicsView中
• 读取.mat文件拿到数据后，分别对四个canvas的坐标轴调用plot_surface绘图，刷新画布即可

具体修改代码 #

1. 修改MatplotlibCanvas类 #

class MatplotlibCanvas(FigureCanvasQTAgg):
    def __init__(self, parent=None, width = 5, height = 4, dpi = 120):
        fig = Figure(figsize = (width,height))
        # 修改为生成3D坐标轴
        self.axes = fig.add_subplot(111, projection='3d')
        super(MatplotlibCanvas,self).__init__(fig)
        fig.tight_layout()

2. 修改setupUi方法，初始化4个绘图区域 #

在setupUi中，原有self.canv和toolbar的代码替换为如下内容，为四个QGraphicsView分别挂载canvas：

self.filename = ''
        self.df = []
        # 初始化4个canvas，对应4个曲面图
        self.canvas_list = []
        self.scene_list = []
        self.gv_list = [self.graphicsView, self.graphicsView_2, self.graphicsView_3, self.graphicsView_4]
        for gv in self.gv_list:
            # 创建canvas和scene
            canvas = MatplotlibCanvas(self)
            scene = QtWidgets.QGraphicsScene()
            # 将canvas添加到scene
            proxy_widget = scene.addWidget(canvas)
            gv.setScene(scene)
            # 适配QGraphicsView大小
            gv.fitInView(proxy_widget, QtCore.Qt.KeepAspectRatio)
            # 存入列表方便后续调用
            self.canvas_list.append(canvas)
            self.scene_list.append(scene)

3. 修改readData方法，读取数据后绘图 #

你需要根据自己.mat文件内的实际结构取出4组对应pArray、rArray、绘图数组，分别赋值给四个canvas绘制：

def readData(self):
        self.df = mat73.loadmat(self.filename, use_attrdict=True)
        struct = self.df['DemoData']
        # 这里替换为你实际从struct中取出pArray、rArray、四个绘图数组的逻辑
        pArray = struct.p.data
        rArray = struct.r.data
        plot_datas = [struct.trArray.data, struct.tArray.data, struct.第三个曲面数组.data, struct.第四个曲面数组.data]
        # 遍历四个canvas绘图
        for idx, canvas in enumerate(self.canvas_list):
            # 清空原有绘图
            canvas.axes.clear()
            # 绘制曲面，参数可以按你的需求调整，比如叠加透明曲面
            surf = canvas.axes.plot_surface(pArray, rArray, plot_datas[idx], cmap='jet', alpha=1)
            # 可选添加坐标轴标签、标题等
            canvas.axes.set_title(f'曲面{idx+1}')
            # 刷新画布
            canvas.draw()

注意事项 #

• 如果需要给每个曲面图添加matplotlib导航栏，可以仿照原有逻辑，为每个canvas单独创建NavigationToolbar2QT实例，放置在对应QGraphicsView旁边即可
• 若绘图时出现尺寸不匹配的问题，可以在窗口resize事件中重新调用fitInView方法适配canvas大小
• 每次绘图前必须调用axes.clear()清空上一次的绘图内容，避免叠加显示

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user3794592