带 alpha 的 matplotlib Circle 补丁产生边缘和 facecolor 的重叠

Question

总的来说，我对 matplotlib 和 python 还很陌生，我想要做的是相当基本的。但是，即使经过一段时间的谷歌搜索，我也找不到解决方案：

问题来了：

我想用不同颜色的边框和脸画一个圆圈，即设置edgecolor和facecolor不同。我还想要一个 alpha 通道，即alpha=0.5。现在，虽然所有这些都可以正常工作，但生成的圆圈没有单一的边框颜色，而是绘制了 2 个边框。一个是外层，是我为edgecolor 指定的颜色，另一个是我认为是 edgecolor 和 facecolor 的组合的颜色。

这是我的代码：

from matplotlib import pyplot as plt
point = (1.0, 1.0)
c = plt.Circle(point, 1, facecolor='green', edgecolor='orange', linewidth=15.0, alpha=0.5)
fig, ax = plt.subplots()
ax.add_artist(c)
plt.show()

这是一个插图：

好吧，这可能是一件小事，但是第二个边界让我发疯！

我做错了吗？就是这样吗？任何帮助将不胜感激。

Answer 1

在某种程度上，是的，就是这样。 关键是边缘实际上是在圆的边缘上绘制的。 这意味着边缘宽度的一半绘制在圆面的顶部，另一半绘制在外面。如果现在您设置alpha<1.0，您会看到，正如您正确得出的结论，facecolor 和 edgecolor 重叠。

但是，您可以摆脱“额外边框”。以下是 2 种方法，哪一种最适合您，具体取决于您想要做什么。

第一个建议：

恕我直言，最简单的方法是只为 facecolor 设置 alpha。这可以通过直接为facecolor 设置alpha 通道并在Circle 的调用中省略alpha 参数来完成。您可以使用 colorConverter 设置 alpha 通道：

from matplotlib.colors import colorConverter
import matplotlib.pyplot as plt

fig, ax = plt.subplots(figsize=(8, 8))
ax.axis('equal')
ax.set_xlim(0,1)
ax.set_ylim(0,1)
# Here you set alpha for the faceolor
fc = colorConverter.to_rgba('green', alpha=0.5)
point = (1.0, 1.0)
r = 1.0
lw = 15.0
ec = 'orange'
# NOTE: do not set alpha when calling Circle!
c = plt.Circle(point, r,fc=fc, ec=ec, lw=lw)
ax.add_artist(c)
plt.show()

第二条建议

更详细的选项是在仅绘制面部后用白色边缘“擦除”圆的边缘，然后仅绘制边缘。 通过这种方法，两种颜色都出现在 Alpha 通道中。但请注意，在这种情况下，位于边缘“下方”的任何对象都将被边缘完全掩盖：

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.collections import PatchCollection

point = (1.0, 1.0)
r = 1.0
alpha = 0.5
lw = 15.0
fc = 'green'
ec = 'orange'
# First only draw the facecolor
c_face = plt.Circle(point, r, alpha=alpha, fc=fc, lw=0.0)
# Draw a non-transparent white edge to wipe the facecolor where they overlap
c_wipe = plt.Circle(point, r, alpha=1.0, ec='white', fc='none', lw=lw)
# Now draw only the edge
c_edge = plt.Circle(point, r, alpha=alpha, fc='none', ec=ec, lw=lw)
circle_patch = PatchCollection([c_face, c_wipe, c_edge], match_original=True)
fig, ax = plt.subplots(figsize=(8, 8))
ax.axis('equal')
ax.set_xlim(0,1)
ax.set_ylim(0,1)
ax.add_artist(circle_patch)
plt.show()

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Here is a gist 在第二个建议之后处理此问题。只需下载 mod_patch.py 文件即可。

它的使用方法如下：

import matplotlib.pyplot as plt
from mod_patch import get_Patch
fig, ax = plt.subplots(figsize=(8,8))
c = get_Patch(plt.Circle, (0,0.5), 0.5, facecolor='green', edgecolor='orange', alpha=0.5, lw=15)
ax.add_artist(c)
r = get_Patch(plt.Rectangle, (0.5,0), 0.5, 0.5, facecolor='green', edgecolor='orange', alpha=0.5, lw=15)
ax.add_artist(r)
plt.show()

为了完整起见，这里定义get_Patch：

from matplotlib.collections import PatchCollection


def get_Patch(a_Patch, *args, **kwargs):
    background_color = kwargs.pop(
        'bgc',
        kwargs.pop('background_color', 'white')
    )
    alpha = kwargs.get('alpha', 1.0)
    patches = []
    lw = kwargs.get('lw', kwargs.get('linewidth', 0.0))
    if alpha < 1.0 and lw:
        color = kwargs.get('c', kwargs.get('color', None))
        fc = kwargs.get('facecolor', kwargs.get('fc', None))
        ec = kwargs.get('edgecolor', kwargs.get('ec', None))
        face_kwargs = dict(kwargs)
        face_kwargs['fc'] = fc if fc is not None else color
        face_kwargs['lw'] = 0.0
        p_face = a_Patch(*args, **face_kwargs)
        patches.append(p_face)
        wipe_kwargs = dict(kwargs)
        wipe_kwargs['fc'] = 'none'
        wipe_kwargs['ec'] = background_color
        wipe_kwargs['alpha'] = 1.0
        p_wipe = a_Patch(*args, **wipe_kwargs)
        patches.append(p_wipe)
        edge_kwargs = dict(kwargs)
        edge_kwargs['fc'] = 'none'
        edge_kwargs['ec'] = ec if ec is not None else color
        p_edge = a_Patch(*args, **edge_kwargs)
        patches.append(p_edge)
    else:
        p_simple = a_Patch(*args, **kwargs)
        patches.append(p_simple)
    return PatchCollection(patches, match_original=True)