3D散布図でサンプルのグループ番号ごとにグラデーションで色分け

Question

###前提・実現したいこと
3D散布図でサンプルのグループ番号ごとにグラデーションで色分けをしたいです。
hsvなどのカラーマップを試してみたりしたのですが、コードが上手く書けず何をしてもエラーになってしまいます。
宜しくお願い致します。

###Data
PC1,PC2,PC3,sample
-0.1413928,0.02173982,-4.15E-01,1
-0.1413101,0.017508996,-4.21E-01,1
-0.1417087,0.014979086,-4.08E-01,1
-0.1411702,0.008670829,-4.09E-01,1
-0.145876,0.123370613,-1.03E-01,2
-0.1433736,0.124895934,-1.41E-01,2
-0.1456516,0.092020696,-1.09E-01,3
-0.1461915,0.094471875,-1.18E-01,3
-0.1461108,0.090837929,-1.21E-01,3
-0.1472447,0.119571378,-4.57E-02,4
-0.1472894,0.115520249,-4.68E-02,4
-0.1467504,0.121762527,-4.68E-02,4
-0.1491286,0.090455109,9.15E-02,5
-0.1487338,0.09812073,9.12E-02,5
-0.1489169,0.072974728,1.14E-01,6
-0.1490467,0.085162278,1.12E-01,6
-0.1489641,0.08360632,1.23E-01,7
-0.148754,0.088689326,1.12E-01,7
-0.1487234,0.090154785,1.12E-01,7
-0.1490534,0.096598206,9.36E-02,8
-0.149099,0.096547726,8.85E-02,8
-0.1491893,0.096628792,1.14E-01,9
-0.1490337,0.10319152,1.07E-01,9
-0.1490627,0.102746721,1.06E-01,9
-0.1479182,0.114529747,1.13E-01,10
-0.1483447,0.106218026,1.26E-01,10
-0.1483964,0.106148189,1.23E-01,11
-0.1482859,0.103531061,1.23E-01,11
-0.1487256,0.110975705,9.76E-02,12
-0.1481255,0.126683827,9.22E-02,12
-0.1479033,0.130060792,8.73E-02,12
-0.1359165,0.061005493,-7.12E-02,13
-0.1372293,0.073245259,-4.54E-02,13
-0.1464516,-0.153001981,2.27E-03,14
-0.1449456,-0.204644258,9.43E-03,14
-0.1474867,-0.111179279,-4.29E-05,15
-0.1463186,-0.170116339,1.78E-02,15
-0.1458789,-0.176175751,2.37E-02,15
-0.142477,-0.255583393,3.95E-02,16
-0.143537,-0.25325231,3.06E-02,16
-0.1428187,-0.278201657,2.85E-02,16
-0.1427046,-0.253661164,3.15E-02,17
-0.1432171,-0.270822563,2.90E-02,17
-0.1431351,-0.272426721,2.78E-02,17
-0.1442404,-0.212473411,5.68E-02,18
-0.1442105,-0.220104095,4.73E-02,18
-0.1439502,-0.216082524,3.67E-02,18

##グラデーションになっていないがグラフはできるソースコード

import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
import matplotlib.colors as mcolors

df = pd.read_csv(r"test.csv", delimiter=",", sep='\s+', skipinitialspace=True)

fig = plt.figure()
ax = Axes3D(fig)

samples = sorted(set(df['sample']))
colors = list(mcolors.CSS4_COLORS.keys()) 

# sample毎に描画
for idx, sample in enumerate(samples):
    df2 = df[df['sample'] == sample]
    X = df2["PC1"]
    Y = df2["PC2"]
    Z = df2["PC3"]
    p=ax.scatter(X, Y, Z, c=colors[idx], label=sample)

plt.legend()
plt.show()

##グラデーションにしようとしてエラーが出るソースコード

import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
import matplotlib.colors as mcolors

df = pd.read_csv(r"test.csv", delimiter=",", sep='\s+', skipinitialspace=True)

fig = plt.figure()
ax = Axes3D(fig)

samples = sorted(set(df['sample']))
cmapval = df['sample']


# sample毎に描画
for idx, sample in enumerate(samples):
    df2 = df[df['sample'] == sample]
    X = df2["PC1"]
    Y = df2["PC2"]
    Z = df2["PC3"]
    p=ax.scatter(X, Y, Z, c=cmapval, cmap='hsv', label=sample)

plt.legend()
plt.show()

##補足情報（FW/ツールのバージョンなど）
python 3.7
seaborn 0.10.0
pandas 1.0.1
matplotlib 3.2.0

Comments

[meg_]

インデントが分からないので、コードは「コードの挿入｣で記入しましょう。

[meg_]

エラーが起きているなら、エラーコードを追記してください。

[teruque]

コメントありがとうございます。
すみません、「コードの挿入」で記入しました。

[teruque]

遅くなりましたが、yureighostさんへの回答に記載したのと同じく、エラーが出るコードを追記しました。
下記のエラーが出てしまいます。
raise ValueError(f"Invalid RGBA argument: {orig_c!r}")
ValueError: Invalid RGBA argument: 1.0

During handling of the above exception, another exception occurred:
---＜ファイルパス等あるので割愛させてください＞---
raise invalid_shape_exception(c.size, xsize)
ValueError: 'c' argument has 47 elements, which is inconsistent with 'x' and 'y' with size 4.
>>> plt.legend()
No handles with labels found to put in legend.
<matplotlib.legend.Legend object at 0x000001DEB4454CF8>

Answer 1

質問者の環境と同じに再現できてるかはわからないですが、
Dataの部分が貼り付けてある通り半角スペース区切りのデータなら
read_csv関数で区切れずに半角スペースの含まれた文字のまま一つのカラムで読み込まれてしまっています。
カンマ区切りのdelimiterは不要でsepのみで大丈夫です。
それでエラーは発生せずにグラフの描画が行われます。

df = pd.read_csv(r"ファイルパス", sep='\s+', skipinitialspace=True)

追記
質問で挙げられている「グラデーションになっていないがグラフはできるソースコード」で
グループ毎の色分け自体はできていると思います。
ただ白っぽい色が入っているためグラフ上で見えにくくなってしまっているだけで。
白い色の入っていないカラーテーブルを使う方法はどうでしょうか。

import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
import matplotlib.cm as cm

df = pd.read_csv(r"test.csv", delimiter=",", sep='\s+', skipinitialspace=True)

fig = plt.figure()
ax = Axes3D(fig)

samples = sorted(set(df['sample']))
dsize = len(samples)

# sample毎に描画
for idx, sample in enumerate(samples):
    df2 = df[df['sample'] == sample]
    X = df2["PC1"]
    Y = df2["PC2"]
    Z = df2["PC3"]
    p=ax.scatter(X, Y, Z, c=[cm.hsv(idx/dsize)], label=sample)

plt.legend()
plt.show()

Comments

[teruque]

ご指摘ありがとうございます。
エクセルで開いたCSVから張り付けてしまったのでカンマがなくなりましたが、実際はカンマ区切りデータです。修正しました。

[yureighost]

修正された内容だとエラーにならずグラフが書き出されますね。
どういうエラーが出力されているのか知りたいところです。

[teruque]

レスありがとうございます。
グラデーションを試してみたコードを追記しました。
下記のエラーが出てしまいます。
raise ValueError(f"Invalid RGBA argument: {orig_c!r}")
ValueError: Invalid RGBA argument: 1.0

During handling of the above exception, another exception occurred:
---＜ファイルパス等あるので割愛させてください＞---
raise invalid_shape_exception(c.size, xsize)
ValueError: 'c' argument has 47 elements, which is inconsistent with 'x' and 'y' with size 4.
>>> plt.legend()
No handles with labels found to put in legend.
<matplotlib.legend.Legend object at 0x000001DEB4454CF8>

[yureighost]

エラー自体はfor文でsampleの値で18グループに分割して描画している処理の中で、
4のサイズしかない1つ目のグループで
47サイズあるsampleの配列をカラーに指定しようとしているからですね。
なのでカラーの配列を4つまでに絞ればエラーは消えるはずです。

[teruque]

なるほど、そういうエラーなんですね。
18グループあるサンプルでグループごとに色分け（18段階のグラデーションで、グループ内は同じ色）をしたいのですが、今回用いているグループごとに描画するコードだとそれが難しいのかもしれないと理解しました。
もう少し自分で調べてみたいとは思いますが、もし解決策ございましたらご教示頂ければありがたいです。
ありがとうございました。

[teruque]

サンプル数を定義して、そのサンプル数でhsvのカラー諧調数を規定するという感じなんですね。これぞ私がやりたかったことです！
カラーマップの使い方が理解でき、とても勉強になりました。
ありがとうございました。