3D绘图中contourf的set_xlim与set_ylim设置不生效问题求解

问题原因 #

matplotlib 3D坐标系的xlim、ylim仅会调整坐标轴的显示范围，默认不会对绘制的元素（比如投影等高线）做裁剪，因此输入数据范围大于轴范围时，等高线会延伸到坐标轴外侧。

解决方案 #

最稳妥的实现方式是在绘制等高线前，先将X、Y、Z数据按你设定的坐标轴范围做截断，用截断后的数据绘制等高线即可。
修改后可直接运行的完整代码如下：

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib import cm
from mpl_toolkits.mplot3d import axes3d
import numpy as np

ax = plt.figure().add_subplot(projection='3d')
X, Y, Z = axes3d.get_test_data(0.05)

# 定义坐标轴范围
x_min, x_max = -20, 20
y_min, y_max = -20, 20

# 截断符合范围的坐标数据
x_mask = (X[0, :] >= x_min) & (X[0, :] <= x_max)
y_mask = (Y[:, 0] >= y_min) & (Y[:, 0] <= y_max)
X_cut = X[y_mask, :][:, x_mask]
Y_cut = Y[y_mask, :][:, x_mask]
Z_cut = Z[y_mask, :][:, x_mask]

# 用截断后的数据绘制等高线
cset = ax.contourf(X_cut, Y_cut, Z_cut, zdir='z', offset=-100, cmap=cm.coolwarm)

ax.set_xlim(x_min, x_max)
ax.set_ylim(y_min, y_max)
ax.set_zlim(-100, 100)

ax.set_xlabel('X')
ax.set_ylabel('Y')
ax.set_zlabel('Z')

plt.show()

如果不想修改原始数据，也可以为等高线对象手动设置裁剪路径，不过实现复杂度更高，截断数据的方式兼容性更好，适合绝大多数场景。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Winston Wu