MNIST数据集Matplotlib绘图疑问：未设cmap='gray'为何显示彩色

我正在研究MNIST数据集，这是一个灰度手写数字图像集合。我用Matplotlib绘制了数据集中的随机图像：

plt.subplot(221)
plt.imshow(X_train[1],cmap='gray')
plt.subplot(222)
plt.imshow(X_train[100])
plt.subplot(223)
plt.imshow(X_train[4559])
plt.subplot(224)
plt.imshow(X_train[50000])
plt.show()

我的问题是：当我没有显式设置cmap='gray'时，图像为何会显示为彩色？默认情况下它们不都应该以灰度显示吗？

这是个很常见的Matplotlib使用误区，我来帮你理清楚：

• Matplotlib的imshow()函数默认的颜色映射（colormap）并不是灰度，而是名为viridis的彩色映射（一种蓝黄渐变的配色）。所以当你没有指定cmap参数时，它会自动把单通道的灰度数值（0-255，0为黑，255为白）映射到这个彩色配色上，导致图像看起来是彩色的。

• MNIST图像确实是单通道的灰度数据，但Matplotlib不会自动识别这是灰度图并切换到灰度映射——它只会根据你指定的colormap来渲染数值。

解决办法有两种：

1. 每次调用imshow()时显式指定cmap='gray'，就像你第一个子图做的那样；
2. 如果不想每次都写，可以全局设置默认的colormap，在代码开头加上：

   plt.set_cmap('gray')
   

   这样后续所有imshow()都会默认用灰度映射了。

另外补充个小细节：MNIST的图像通常是黑底白字，而cmap='gray'默认是0显示黑色、255显示白色，刚好匹配；如果遇到白底黑字的情况，你可以用cmap='gray_r'来反转颜色映射。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者outlier229