为什么matplotlib将我的圆圈绘制为椭圆形？

Question

有没有办法让matplotlib绘制一个完美的圆圈？它们看起来更像椭圆形。

Answer 1

只是为了扩展DSM的正确答案。默认情况下，绘图沿一个轴在另一个轴上具有更多像素。添加圆圈时，传统上会添加数据单元。如果您的轴具有对称范围，则意味着沿x轴的一步将包含与沿y轴一步不同的像素数。因此，数据单元中的对称圆在您的像素单位中是不对称的（您实际看到的内容）。

正如DSM正确指出的那样，您可以强制x和y轴每个数据单元具有相同数量的像素。这是使用plt.axis("equal")或ax.axis("equal")方法完成的（其中ax是Axes的实例）。

您还可以绘制一个Ellipse，使其适当缩放，使其在您的绘图上看起来像一个圆圈。以下是这种情况的一个例子：

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.patches import Ellipse, Circle


fig = plt.figure()
ax1 = fig.add_subplot(211)
# calculate asymmetry of x and y axes:
x0, y0 = ax1.transAxes.transform((0, 0)) # lower left in pixels
x1, y1 = ax1.transAxes.transform((1, 1)) # upper right in pixes
dx = x1 - x0
dy = y1 - y0
maxd = max(dx, dy)
width = .15 * maxd / dx
height = .15 * maxd / dy

# a circle you expect to be a circle, but it is not
ax1.add_artist(Circle((.5, .5), .15))
# an ellipse you expect to be an ellipse, but it's a circle
ax1.add_artist(Ellipse((.75, .75), width, height))
ax2 = fig.add_subplot(212)

ax2.axis('equal')
# a circle you expect to be a circle, and it is
ax2.add_artist(Circle((.5, .5), .15))
# an ellipse you expect to be an ellipse, and it is
ax2.add_artist(Ellipse((.75, .75), width, height))

fig.savefig('perfectCircle1.png')

产生了这个数字：

或者，您可以调整您的数字，以便Axes为正方形：

# calculate dimensions of axes 1 in figure units
x0, y0, dx, dy = ax1.get_position().bounds
maxd = max(dx, dy)
width = 6 * maxd / dx
height = 6 * maxd / dy

fig.set_size_inches((width, height))

fig.savefig('perfectCircle2.png')

导致：

注意具有axis("equal")选项的第二个轴现在具有相同的x和y轴范围。该图已经缩放，以便每个的日期单位由相同数量的像素表示。

您也可以将轴调整为方形，即使数字不是。或者您可以将圆的默认变换更改为None，这意味着使用的单位是像素。我现在很难成功地做到这一点（圆圈是一个圆圈，但不是我想要它的地方）。

Answer 2

我相信最简单的方法是添加以下内容：

ax.set_aspect('equal')

Answer 3

我今天遇到了同样的问题，我想我可能会有更灵活的解决方案。前一个答案仍然存在两个主要问题（如果您不使用等宽方程功能）。首先，如果您调整整个图形的大小，则比例将不会相同，因为像素数将发生变化。第二点，如果你对xaxis和yaxis没有相同的lim，这个技巧就不起作用了。

此解决方案使用自定义对象欺骗mpl。实际上，每当您更改一个轴lim或图形大小时，mpl将调用一个内部函数，该函数将椭圆的宽度和高度值乘以变换函数值。由于width和height值存储在ellipse对象中，因此一种方法是根据当前ax属性创建一个自定义对象，并在调用函数时更新值：

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.patches import Ellipse

class GraphDist() :
    def __init__(self, size, ax, x=True) :
        self.size = size
        self.ax = ax
        self.x = x

    @property
    def dist_real(self) :
        x0, y0 = self.ax.transAxes.transform((0, 0)) # lower left in pixels
        x1, y1 = self.ax.transAxes.transform((1, 1)) # upper right in pixes
        value = x1 - x0 if self.x else y1 - y0
        return value

    @property
    def dist_abs(self) :
        bounds = self.ax.get_xlim() if self.x else self.ax.get_ylim()
        return bounds[0] - bounds[1]

    @property
    def value(self) :
        return (self.size / self.dist_real) * self.dist_abs

    def __mul__(self, obj) :
        return self.value * obj

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111)
ax.set_xlim((0,10))
ax.set_ylim((0,5))
width = GraphDist(10, ax, True)
height = GraphDist(10, ax, False)
ax.add_artist(Ellipse((1, 3), width, height))
plt.show()