如何在matplotlib的pcolormesh中固定颜色条范围？

我明白你的困扰：想用pcolormesh绘制极坐标图，固定颜色条范围在[0.0, 0.5]，让colormap的最小值对应0.0、最大值对应0.5，但目前颜色没达到预期的最深色（cool colormap的品红色），而且颜色条也没同步显示出来。

问题原因拆解 #

1. 缺少颜色条组件：你的代码里没有添加colorbar，所以没法直观看到vmin/vmax对应的颜色范围；
2. 数据范围与设定范围不匹配：你的values数组最大值只有约0.159，远小于设置的vmax=0.5。pcolormesh会把vmin到vmax之间的数值线性映射到colormap全范围，所以数据最大值只会对应colormap的0.159/0.5 ≈ 32%位置，也就是青色到品红色之间的中间色，自然不会显示出品红色。

解决方案 #

如果你确实需要固定颜色条范围在[0.0, 0.5]（不管数据实际范围），只需要在代码中添加颜色条，并确保它和pcolormesh的归一化规则绑定即可。修改后的代码如下：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

thetas = np.array([-4.86946861, -4.55530935, -4.24115008, -3.92699082, -3.61283155, 
                   -3.29867229, -2.98451302, -2.67035376, -2.35619449, -2.04203522, 
                   -1.72787596, -1.41371669, -1.09955743, -0.78539816, -0.4712389, 
                   -0.15707963, 0.15707963, 0.4712389, 0.78539816, 1.09955743, 1.41371669])
radii = np.array([[0.], [10.]])
values = np.array([[0.00049802, 0.0008128, 0.00177386, 0.00426617, 0.01010776, 
                    0.02224737, 0.04396539, 0.07626507, 0.11427899, 0.14629945, 
                    0.15897023, 0.14629945, 0.11427899, 0.07626507, 0.04396539, 
                    0.02224737, 0.01010776, 0.00426617, 0.00177386, 0.0008128]])

fig, ax = plt.subplots(1, 1, subplot_kw={'polar':True})
# 绘制pcolormesh并保存返回的QuadMesh对象
mesh = ax.pcolormesh(thetas, radii, values, vmin=0.0, vmax=0.5, cmap='cool')
# 添加颜色条，绑定到mesh对象的归一化规则
fig.colorbar(mesh, ax=ax, label='Value')

plt.show()

关键说明 #

• 保存pcolormesh的返回值（QuadMesh对象），并将其传入fig.colorbar()，这样颜色条会自动同步vmin/vmax的设置；
• 如果你的需求是让数据的最大值映射到colormap的品红色（也就是让数据填满0-0.5的颜色范围），那你需要调整vmax为数据的最大值，或者使用Normalize类手动设置归一化，但这会打破“固定颜色条范围为0-0.5”的需求，需要根据实际场景选择。

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