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matplotlib : 三次元ベクトル場に着色をしたい

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前提・実現したいこと

以下のように、各行に(x座標 y座標 z座標 u v w)となっているデータファイルがあります。

1.000        1.000        1.000      0.4348      -0.4661      -0.770
2.000        2.000        2.000      -0.3613      0.2414      0.9006
3.000        3.000        3.000      0.55511      0.4136      0.7216

matplotlibを用いてこのデータの3次元ベクトル場をプロットします。(ここまではできました。)
また各ベクトルはwの値を用いて、w=-1のとき青、w=1のとき赤となるようなグラデーションで彩色を行いたいと考えているのですが、この彩色の部分ができず困っています。

やったこと

このデータをベクトル場としてプロットするにはmatplotlibでquiverを使うと便利であると以下のサイト様で学びました。
[matplotlib 3D] 13. 3Dグラフでベクトル

このサイトをもとにかいたソースコードが以下になります。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from mpl_toolkits.mplot3d import axes3d

plt.style.use('ggplot')
plt.rcParams["axes.facecolor"] = 'white'
fig = plt.figure()
ax = fig.gca(projection='3d')

x = []
y = []
z = []
u = []
v = []
w = []

f  = open('test.d')
for line in f:
    data = line.split()
    x.append(float(data[0]))
    y.append(float(data[1]))
    z.append(float(data[2]))
    #プロットの都合でサイズを調節 /2.5
    u.append(float(data[3])/2.5)
    v.append(float(data[4])/2.5)
    w.append(float(data[5])/2.5)
f.close()

ax.set(xlabel='x',ylabel='y',zlabel='z')
ax.quiver(x, y, z, u, v, w)
plt.savefig('test.png' , dpi = 120)
plt.show()

こうして得られた図が以下になります。
test.png

調べたこと

2次元のベクトル場に対しては、matplotlib.axes.Axes.quiver
にもありますように、quiver(X, Y, U, V, [C])と引数Cを取ればいいとのことですが、3次元ではどのようにすればいいかわからない状態です。私の調査不足かもしれませんが、ご存知の方がいれば教えていただきたいです。

追記

can110様、回答ありがとうございます。
以下のようにカラーマップを導入してみました。

import matplotlib
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from mpl_toolkits.mplot3d import axes3d

plt.style.use('ggplot')
plt.rcParams["axes.facecolor"] = 'white'
fig = plt.figure()
ax = fig.gca(projection='3d')
cm = matplotlib.cm.seismic

x = []
y = []
z = []
u = []
v = []
w = []

f  = open('test.d')
for line in f:
    data = line.split()
    x.append(float(data[0]))
    y.append(float(data[1]))
    z.append(float(data[2]))
    #プロットの都合でサイズを調節 /2.5
    u.append(float(data[3])/2.5)
    v.append(float(data[4])/2.5)
    w.append(float(data[5])/2.5)
f.close()

ax.set(xlabel='x',ylabel='y',zlabel='z')
ax.quiver(x, y, z, u, v, w, color=cm(0.5*np.array(w)+0.5)
plt.savefig('test.png' , dpi = 120)
plt.show()

この結果以下のような図が得られました。
test.png

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3次元でも同じく色を指定でき、以下のようにカラーマップも使えます。

import matplotlib
cm = matplotlib.cm.bwr

ax.quiver(x, y, z, u, v, w, color=cm(0.5*np.array(w)+0.5))

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  • 2020/08/30 21:03

    ご回答ありがとうございます。
    確かに、カラーマップを導入することはできたのですが、ベクトルの先端の部分が完全には色が変わらない?ようです(追記をご参照ください)。例えば、座標(2.2.2)のベクトルは赤色に染まるはずなのですが、先端だけ青色になっています。
    これはmatplotlibの仕様なのでしょうか。もしご存知であれば併せて教えていただきたいです。

    キャンセル

  • 2020/08/30 21:34

    そうですね。矢印を構成する一部の線分の色が固定されている感じですね。
    ちょっと原因は分かりませんが、不具合のような気がします。

    キャンセル

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