Python：制作从红到蓝的颜色条

Question

我有一系列线条（目前总共60条），我想将它们绘制到同一个图中，以展示某个过程的时间演变。这些线条当前是按照时间顺序绘制的，最早的时间步骤用100%红色绘制，最新的时间步骤用100%蓝色绘制，而中间的时间步骤则根据其所处时间使用红色和蓝色的混合色进行绘制（随着时间的增加，红色的比例线性减少，蓝色的比例线性增加；形成了简单的颜色渐变）。我想要制作一个（最好是垂直的）颜色条，以连续的方式显示这些线条。我的意思是，我希望颜色条底部是红色的，顶部是蓝色的，在颜色条的中间有一些红色和蓝色的混合色，这些混合色应该与我绘制的线条呈平滑的红蓝渐变。我还想在这个颜色条上放置坐标轴，以便显示哪种颜色对应哪个时间步骤。

我已经阅读了matplotlib.pyplot.colorbar()的文档，但无法在不使用matplotlib预定义的colormap的情况下实现我想要的效果。我的猜测是，我需要定义自己的colormap，使其从红色到蓝色进行渐变，然后将其提供给matplotlib.pyplot.colorbar()，就可以得到我想要的颜色条。

以下是我用于绘制这些线条的示例代码：

import numpy as np
from matplotlib import pyplot as pp

x= ##x-axis values for plotting

##start_time is the time of the earliest timestep I want to plot, type int
##end_time is the time of the latest timestep I want to plot, type int

for j in range(start_time,end_time+1):
    ##Code to read data in from time step number j
    y = ##the data I want to plot
    red = 1. - (float(j)-float(start_time))/(float(end_time)-float(start_time))
    blue = (float(j)-float(start_time))/(float(end_time)-float(start_time))
    pp.plot(bin_center,spectrum,color=(red,0,blue))
pp.show()

编辑：

也许这样会更清楚我想表达的意思。下面是我的图示：

每条线显示了不同时间步长的x值和y值之间的关系。红色线表示较早的时间步长，蓝色线表示较晚的时间步长，紫色线位于中间，如上所定义。已经绘制了这些内容，如何创建一个颜色条（在可能的情况下垂直于右侧），将每个颜色表示的时间步长的时间值与线的颜色（连续）映射到一起？

- NeutronStar

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请查看这个问题的答案。 - The Dude

@TheDude，这个答案中有太多我不理解的内容，所以我无法知道如何将其翻译到我的问题上。 - NeutronStar

Answer 1

这里有两个需要完成的任务：

1. 创建一个红到蓝的颜色映射，因为这不是matplotlib.cm中标准的映射之一。
2. 创建从时间值到被matplotlib.pyplot.plot()识别的颜色值的映射。

目前，您基本上是通过red和blue变量来完成这两个任务的，这对于plt.plot()来说是可以的，但是plt.colorbar()需要这些信息作为Matplotlib可映射对象，例如一个ScalarMappable。如果在开始绘图之前设置好这个对象，您还可以使用它来选择plt.plot()调用中适当的颜色。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.colors as mcol
import matplotlib.cm as cm

start_time = 100
end_time = 120

# Generate some dummy data.
tim = range(start_time,end_time+1)
xdat = np.arange(0,90.1)
ydat = [np.sin(0.2*(xdat-t)/np.pi) for t in tim]


# Make a user-defined colormap.
cm1 = mcol.LinearSegmentedColormap.from_list("MyCmapName",["r","b"])

# Make a normalizer that will map the time values from
# [start_time,end_time+1] -> [0,1].
cnorm = mcol.Normalize(vmin=min(tim),vmax=max(tim))

# Turn these into an object that can be used to map time values to colors and
# can be passed to plt.colorbar().
cpick = cm.ScalarMappable(norm=cnorm,cmap=cm1)
cpick.set_array([])



F = plt.figure()
A = F.add_subplot(111)
for y, t in zip(ydat,tim):
    A.plot(xdat,y,color=cpick.to_rgba(t))

plt.colorbar(cpick,label="Time (seconds)")

- Deditos

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当我运行你上面的代码时，Python会报错说label不是plt.colorbar()的关键字参数。但如果我删除label部分，所有内容都可以正常运行。 - NeutronStar

看起来 label 是在 Matplotlib v1.3.0（2013年5月）中添加的，因此早期版本无法使用该特定部分。 - Deditos