嘿，这个坑我之前踩过！Matplotlib的3D渲染默认启用了深度测试（z-buffering）——哪怕你给体素加了透明度，它也会直接跳过被前面体素“挡住”的内部元素，只绘制视觉上最靠前的部分，这就是你看不到内部体素的核心原因。

下面是针对你的MWE修改后的完整解决方案，附带原理说明：

修改后的代码示例 #

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# 创建5×5×5的体素数据（对应你的分层需求）
voxels = np.zeros((5,5,5), dtype=bool)
colors = np.empty(voxels.shape, dtype=object)

# 给每个z层设置颜色
voxels[0,:,:] = True
colors[0,:,:] = 'red'
voxels[1,:,:] = True
colors[1,:,:] = 'green'
voxels[2,:,:] = True
colors[2,:,:] = 'blue'
voxels[3,:,:] = True
colors[3,:,:] = 'yellow'
voxels[4,:,:] = True
colors[4,:,:] = 'cyan'

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(projection='3d')

# 可选：启用正交投影，让所有体素大小一致，更易观察内部
ax.set_proj_type('ortho')

# 绘制体素：关闭深度阴影+设置透明度
ax.voxels(voxels, facecolors=colors, alpha=0.5, depthshade=False)

# 关键：关闭深度测试，让所有体素都被绘制（不管前后遮挡）
ax.disable_depth_mask = True

# 调整视角，方便看到内部结构
ax.view_init(elev=30, azim=45)

plt.show()

核心原理说明 #

• 关闭深度测试：ax.disable_depth_mask = True 是解决问题的关键。Matplotlib默认的深度测试会只保留距离相机最近的像素，丢弃后面的内容——哪怕你设置了alpha透明度，这个机制也不会考虑“透明物体应该让后面的内容透出来”，所以必须关闭它。
• depthshade=False：默认的depthshade会根据体素的深度添加阴影效果，这会让内部体素的颜色变得暗淡，关闭后能让所有体素的颜色保持一致，更清晰地展示分层结构。
• 正交投影（可选）：透视投影会让远处的体素看起来更小，正交投影保持所有体素的尺寸统一，更适合观察密集的内部体素布局。

进阶优化：手动控制绘制顺序 #

如果你想让透明度的叠加效果更自然（比如后面的体素先画，前面的叠在上面），可以手动按z轴顺序分层绘制：

# 替换原有的ax.voxels调用，改为逐层绘制
for z in range(voxels.shape[0]):
    # 只保留当前z层的体素
    layer_vox = np.zeros_like(voxels)
    layer_vox[z,:,:] = voxels[z,:,:]
    # 只保留当前z层的颜色
    layer_colors = np.empty_like(colors)
    layer_colors[z,:,:] = colors[z,:,:]
    # 绘制当前层
    ax.voxels(layer_vox, facecolors=layer_colors, alpha=0.5, depthshade=False)

这样从后到前（或从前到后）绘制的层，透明度叠加会更符合视觉预期，不会出现“前面的透明体素反而被后面的挡住”的奇怪情况。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Erotemic