Matplotlib fill_between() 解决方法

Question

我有一个奇怪的情况，我需要一些帮助。我有以下数据：

xdata = [ 11.125,  11.375,  11.625,  11.875,  12.125,  12.375,  12.625,  12.875,  13.125, 13.375,  13.625,  13.875,  14.125,  14.375,  14.625,  14.875,  15.125,  15.375]
ydata = [ 5.49305494,  6.51732366,  6.54733551,  6.38045781,  6.16101383,  5.93700054,  5.70674253,  5.47409529,  5.23715401,  4.98422568,  4.72124987,  4.43762374,   4.11756956,  3.74888544,  3.32613096,  2.79169065,  2.0374265,   1.07918125]

我想要的是使用 fill_between() 函数，这样填充区域在两个不属于 xdata 列表的 x 值之间，同时填充 y=0 之间的区域，并且提供的 ydata 生成的曲线。

我想到了两件事：1）不关心被 y 数据限制（在这种情况下，我会使用 axvspan() 函数）；这不再是一个真正的选择，并且 2) 执行某种插值方案以找到我拥有的 x 值的插值 ydata 值（这又不是 xdata 的一部分）。如果我确实采用第二个想法，我需要知道 matplotlib 在使用 plot() 函数时默认如何在数据点之间进行插值，以便尝试完全匹配 ydata 生成的曲线。

我对插值的想法持开放态度，但我对任何可行的方法都持开放态度。谢谢！

Answer 1

我认为您可能必须进行插值。甚至以某种方式“裁剪”结果来自

plt.fill_between(xdata, 0, ydata)

正如上面 cmets 中所讨论的，它相当于线性插值（每个数据点之间的直线）。你可以这样做：

xdata = ...
ydata = ...
xleft, xright = 13.3979400087, 13.414973348
xfill = np.linspace(xleft, xright)
yfill = np.interp(xfill, xdata, ydata)
plt.fill_between(xfill, 0, yfill, color='r')

如果您在原件之上执行此操作，您可以更好地看到它：

当然，您可以进行更高级的插值，下一步是样条：

from scipy import interpolate
# same as above ...
yfill_spline = interpolate.spline(xdata, ydata, xfill) #note the different args ordering from np.interp
plt.fill_between(xfill, 0, yfill_spline, color='g')

对于您的示例，差异非常微妙，因此我放大了填充区域的顶部边缘，但使用更高的曲率数据，您会更容易注意到差异：

为了进行比较，请参阅线性插值与样条插值的未裁剪版本。如果您在峰值附近有xleft 和xright（11 – 12 左右），您会注意到这些方法之间的巨大差异。