指定したNumpy配列内に円形に数値を配置したいが、おかしくなってしまう。

Question

前提・実現したいこと

Python3.6.8にて、Numpy配列内に円形に多数の(一定の)値をセットしたいのですが、上手くいきません。

発生している問題・エラーメッセージ

以下の図は現時点でセットした値を、散布図に色を付けるという形で表したものです。
200x200のセル配置において、端から20セルずつ離してランダムに円形に並べたいと考えており、そのようにコードを書いたのですが、想定外の部分にも値がセットされてしまいます。
(下の図において、小さい円は本来私がセットしたかったもので、上部と下部の長方形及び中部にある横一列の赤色の部分の配置をなくしたいです)

該当のソースコード

以下はソースコードです。
上の図にはgazを示しています。
全範囲に配置(端から20セルと散乱体の半径分あけて)
の行から
抽出した配列に1以外の要素があるなら処理をスキップ
の部分までが、値を円の形にセットする部分です。

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

"""
fd2d 散乱体の配置設定用
"""

from os import get_terminal_size
import  numpy  as  np 
import scipy.constants as sc
from  math  import  e, pi, sin, sqrt, ceil
from tqdm import tqdm
from  matplotlib  import  pyplot  as  plt 

import fd2d_init_value as fi


# 初期値からgazをimport
gaz_n = fi.gaz
gbz_n = fi.gbz

# 誘電体のパラメータ設定
epsr = 30
sigma= -0.01
radius= 2.5
epsz = 8.854e-12

# 散乱体が発生する確率を決める(p分の1)
p = 200

# 全範囲に配置(端から20セルと散乱体の半径分あけて)
for j in tqdm( range(ceil(radius) + 20, fi.je -  ceil(radius) - 20) ):
        for i in range( ceil(radius) + 20, fi.ie -  ceil(radius) - 20):

            # Numpy配列から散乱体を置く(かもしれない)範囲を抽出
            sample_array = gaz_n[i-ceil(radius):i+ceil(radius),j-ceil(radius):j+ceil(radius)]

            # 抽出した配列に1以外の要素がないかチェック
            if np.any(sample_array != 1) == False:
                
                # p面のサイコロを作る
                dice = list(range(1, p))

                # サイコロを振って、1の目が出たときだけ(=1/pの確率で)処理を実行
                if np.random.choice(dice) == 1:
                    for k in range(j-ceil(radius), j+ceil(radius)):
                        for l in range(i-ceil(radius), i+ceil(radius)):
                            xdist = (l - i)
                            ydist = (k - j)
                            dist= sqrt(xdist ** 2 + ydist ** 2)
                            if dist <= radius:
                                gaz_n[l, k] = 1 / (epsr + (sigma * fi.dt / epsz))
                                gbz_n[l, k] = (sigma * fi.dt / epsz)

                # 出なければ処理をスキップ
                else :
                    continue

            # 抽出した配列に1以外の要素があるなら処理をスキップ
            else :
                continue

# テキストにgaz,gbzを保存
np.savetxt('gaz_arrange.txt', gaz_n)
np.savetxt('gbz_arrange.txt', gbz_n)



"""
ここからは散乱体の配置を画像として保存するためのコード
"""

# カラーマップ
cm = plt.cm.get_cmap('RdYlBu')

# figureを生成する
fig = plt.figure()
 
# axをfigureに設定する
ax = fig.add_subplot(1, 1, 1)

# Numpy配列をx,y,z軸に置き換えてaxに描画
for i in tqdm(range(fi.je)):
    x = range(fi.je)
    y = [i] * fi.je
    
    # Numpy配列からリストに変換
    nd_z = gaz_n[i:i+1]
    z = nd_z.tolist()

    # axに散布図を描画、戻り値にPathCollectionを得る
    mappable = ax.scatter(x, y, c=z, s=1, cmap=cm)

# カラーバーを付加
fig.colorbar(mappable, ax=ax)

# 保存
plt.savefig("scatter_field.png")

試したこと

情報系の友人にコードを見せたところ、「画像にする部分に問題があるんじゃないか？」とアドバイスをもらいましたが、私には問題が見つけられませんでした。

補足情報

matplotlib 3.3.4
numpy 1.19.5

Comments

[fourteenlength]

再現するためにfd2d_init_value を掲載できますか？

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ありがちなのは「matplotlibでカラーバーを使っていて、カラーバーのスケールのせいで思ったように表示されていなかった」です。これを防ぐため、念のために
fig.colorbar(mappable, ax=ax)
のあとに、
plt.clim(表示させたい最低値の範囲(例えばゼロ, 表示させたい最高値の範囲(例えば1))
を加えてください。

Answer 1

すみません。
imshowという関数を使えば、同じようなことができると知りませんでした。
これからはもっとよく調べてから質問します。