NetworkxとMatplotlibを用いて3次元のグラフを出力したいと考えています。

Question

前提

試作として2次元のグラフを出力することができました。ソースコードを記しておきます。
このグラフを3次元で出力してみたいと考え、既存のコードをいじくりまわしていましたが、いろいろ調査してみましたが手詰まりとなってしまいました。
そこで調査不足と指摘されることを覚悟の上でteratailに質問を投稿するに至りました。

実現したいこと

現在、主に実現したいことはこれら3つです。

• 後にリンクを上書きして比較を行いたいため、TkenterのUIはできる限り変更したくない。
• リンクの密集具合に比例してノードの大きさをより大きく見せる。
• テキストファイルのトポロジー情報を読み込んでグラフを出力したい。

該当のソースコード

※冗長になるため、ある程度ソースコードを削っています。そのため、どこかしら不自然な点があるかもしれませんがご了承ください。

• 2次元のグラフを出力するソースコード

import networkx as nx
from networkx.algorithms.centrality.betweenness_subset import edge_betweenness_centrality_subset
import matplotlib.pyplot as plt
import tkinter as tk
from tkinter import messagebox
import tkinter.filedialog as fd

# 入力ウインドウの設定
tki = tk.Tk()  # Tkクラス生成
tki.geometry('350x300')  # 画面サイズ
tki.title('2次元リンク')  # 画面タイトル

# チェックボタンのラベルをリスト化する
chk_txt = ['通常ネットワークの可視化']
chk_bln = {}  #チェックボックスON/OFFの状態

# チェックボタンを動的に作成して配置
for i in range(len(chk_txt)):
    chk_bln[i] = tk.BooleanVar()
    chk = tk.Checkbutton(tki,
                         variable=chk_bln[i],
                         text=chk_txt[i]) 
    chk.place(x=50,
              y=30 + (i * 24))

path = fd.askopenfilename()

# 終了するためのコマンド
def close_window():
    tki.destroy()

# ボタン作成
btn3 = tk.Button(tki,
                 text = '　　　　決定　　　　')
btn3.place(x = 100 , y = 200)

btn4 = tk.Button(tki,
                 text = '終了',
                 command = close_window)
btn4.place(x = 150 , y = 250)

# グラフウインドウの設定
# タイトルで漢字が使えるようフォントを設定
plt.rcParams['font.family'] = 'Meiryo'

# エッジのリストを読み込む
G = nx.read_edgelist(path,
                     nodetype=int)
edge_size = nx.number_of_edges(G) # リンク数
node_size = nx.number_of_nodes(G) # ノード数

# 図のレイアウト決定 
pos = nx.spring_layout(G, k=0.8)
degs = dict(G.degree)

# 図の作成
plt.figure(figsize=(15, 15))
plt.title("グラフ",
          fontsize = 30,
          fontweight = 'bold')

# ノード
# ノードの大きさを決定
average_deg = sum(d for n,d in G.degree()) / G.number_of_nodes()  #ネットワーク全体の時数の平均値を計算
sizes = [300 * deg * 2 / average_deg for node,deg in G.degree()]  #ノードの次数に比例するようにサイズを設定

# ノード・ラベルの描画
nx.draw_networkx_nodes(G,
                       pos,
                       node_color = 'w',
                       edgecolors = "k",
                       alpha = 0.75,
                       node_size = sizes,
                       linewidths = 2)
nx.draw_networkx_labels(G,
                        pos,
                        font_size = 10)

# トポロジー情報(.txt)の読み込み
with open(path, "r") as tf:
    line = tf.read().split()
ran = int(len(line) / 2)

# グラフの出力
# ボタンクリックイベント(チェック有無をセット)
def btn_click(bln):
    for i in range(len(chk_bln)):
        chk_bln[i].set(bln)

# 各イベントごとの描画方法
def while_1(event):
    if(chk_bln[0].get() == True):
        #通常リンク描画
        nx.draw_networkx_edges(G,
                               pos,
                               edge_color = 'c')
    plt.show()
    
#ボタンに関数をbind
btn3.bind('<Button-1>',while_1)

• 3次元のグラフを出力するためにこねくり回したソースコード

import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
import networkx as nx
import numpy as np
import tkinter as tk
from tkinter import messagebox
import tkinter.filedialog as fd

# 入力ウインドウの設定
#省略

#タイトルで漢字が使えるようフォントを設定
plt.rcParams['font.family'] = 'Meiryo'

# エッジデータを生成
with open(path, "r") as tf:
    line = tf.read().split()
ran = int(len(line) / 2)

# 生成したエッジデータからグラフ作成
G = nx.read_edgelist(path,
                     nodetype=int)
edge_size = nx.number_of_edges(G) # リンク数
node_size = nx.number_of_nodes(G) # ノード数

# spring_layout アルゴリズムで、3次元の座標を生成する
pos = nx.spring_layout(G, k = 0.8, dim = 3)
degs = dict(G.degree)

# 辞書型から配列型に変換
pos_ary = np.array([pos[n] for n in G])

# ここから可視化
fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(121, projection="3d")

#グラフタイトルを設定
ax.set_title("3Dでグラフを可視化",size=20)

# 各ノードの位置に点を打つ
ax.scatter(
    pos_ary[:, 0],
    pos_ary[:, 1],
    pos_ary[:, 2],
    s=50,
)

# ノードにラベルを表示する
for n in G.nodes:
    ax.text(*pos[n], n)

    # ノードにラベルを表示する
for n in G.nodes:
    ax.text(*pos[n], n)

# エッジの表示
for e in G.edges:
    node0_pos = pos[e[0]]
    node1_pos = pos[e[1]]
    xx = [node0_pos[0], node1_pos[0]]
    yy = [node0_pos[1], node1_pos[1]]
    zz = [node0_pos[2], node1_pos[2]]
    ax.plot(xx, yy, zz, c="#aaaaaa")

# 8_グラフの出力
# 8.1_ボタンクリックイベント(チェック有無をセット)
def btn_click(bln):
    for i in range(len(chk_bln)):
        chk_bln[i].set(bln)

# 8.2_各イベントごとの描画方法
def while_1(event):
    if(chk_bln[0].get() == True):
        #通常リンク描画
        nx.draw_networkx_edges(G,
                               pos#_ary[:,2],
                               #edge_color = 'c'
                               )
    #出来上がった図を表示
    plt.show()

#ボタンに関数をbind
btn3.bind('<Button-1>',while_1)

発生している問題・エラーメッセージ

※個人情報があるため、その部分は伏せさせていただきます。

Exception in Tkinter callback
Traceback (most recent call last):
  File "C:\Program Files\Python36\lib\tkinter\__init__.py", line 1705, in __call__
    return self.func(*args)
  File "C:/Program Files/Python36/3D_test2.py", line 106, in while_1
    ,edge_color = 'c'
  File "C:\Users\████\AppData\Roaming\Python\Python36\site-packages\networkx\drawing\nx_pylab.py", line 684, in draw_networkx_edges
    alpha=alpha,
  File "C:\Users\████\AppData\Roaming\Python\Python36\site-packages\matplotlib\collections.py", line 1393, in __init__
    self.set_segments(segments)
  File "C:\Users\████\AppData\Roaming\Python\Python36\site-packages\matplotlib\collections.py", line 1408, in set_segments
    self._paths = [mpath.Path(_seg) for _seg in _segments]
  File "C:\Users\████\AppData\Roaming\Python\Python36\site-packages\matplotlib\collections.py", line 1408, in <listcomp>
    self._paths = [mpath.Path(_seg) for _seg in _segments]
  File "C:\Users\████\AppData\Roaming\Python\Python36\site-packages\matplotlib\path.py", line 132, in __init__
    cbook._check_shape((None, 2), vertices=vertices)
  File "C:\Users\████\AppData\Roaming\Python\Python36\site-packages\matplotlib\cbook\__init__.py", line 2304, in _check_shape
    f"{k!r} must be {len(target_shape)}D "
ValueError: 'vertices' must be 2D with shape (M, 2). Your input has shape (2, 3).

• トポロジー情報

1 10
1 11
1 14
1 20
2 9
2 12
2 13
2 15
2 16
3 10
3 11
3 20
4 5
4 8
4 9
5 4
5 9
6 7
6 14
7 6
7 18
8 4
8 11
8 14
8 19
9 2
9 4
9 5
10 1
10 3
11 1
11 3
11 8
11 13
12 2
12 16
13 2
13 11
14 1
14 6
14 8
15 2
15 17
15 21
16 2
16 12
17 15
18 7
18 21
19 8
19 20
20 1
20 3
20 19
20 21
21 15
21 18
21 20

試したこと

106行目の「edge_color = 'c'」をコメントアウトしていますが、これは上記と同様のエラーが発生したためです。

補足情報

python 3.6.8
networkx 2.5.1
matplotlib 3.3.4

Comments

[ps_aux_grep]

エラー文は全文掲載願います

[netwrokxxxx]

コメントありがとうございました。
アドバイスを反映し全文掲載いたしました。