3Dベクトルに長さに応じた色を付けたい

Question

前提

matplotlib、quiverを用いて3次元座標内でベクトルを描画しています。

実現したいこと

・ベクトルの長さに応じてカラーバーの色を付けたい
・カラーバーも隣に表示したい

発生している問題・エラーメッセージ

ValueError: Invalid RGBA argument: 56.8

該当のソースコード

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

##移動前座標
x1=[595,280,470]
y1=[415,350,326]
z1=[286,418,419]

##移動ベクトル
x2=[9,12,12]
y2=[3,2,3]
z2=[56,59,57]

##移動量
d=(56.8,60.2,58.3)


cm=plt.cm.get_cmap('bwr')
fig=plt.figure()

##軸設定
ax=fig.add_subplot(1,1,1,projection='3d')
ax.set_xlabel("x",size=14)
ax.set_ylabel("y",size=14)
ax.set_zlabel("z",size=14)
ax.set_xlim(250,750)
ax.set_ylim(250,750)
ax.set_zlim(100,600)
ax.invert_zaxis()

im=plt.quiver(x1,y1,z1,x2,y2,z2,color=d,cmap=cm)
fig.colorbar(im,ax=ax,pad=0.2,label="vector length (pixel)")
im.set_clim(54,61)
plt.show()

試したこと

・色を指定した３Dベクトルは描画できた
・３D散布図に対してカラーバーから色を付けるのは成功している
・データの最大値・最小値の範囲をカラーバーに設定し、該当データのカラーバー内のRGB値を算出して代入するようなコードを書こうとしたがうまくいかなかった

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

ここにより詳細な情報を記載してください。

Answer 1

3Dプロットでは引数Cによるカラーマッピングは用意されていないので、以下のように自力でカラーマップから色リストを作成して指定してやればよいです。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib

##移動前座標
x1=[595,280,470]
y1=[415,350,326]
z1=[286,418,419]

##移動ベクトル
x2=[9,12,12]
y2=[3,2,3]
z2=[56,59,57]

##移動量
d=(56.8,60.2,58.3)


cm=plt.cm.get_cmap('bwr')
fig=plt.figure()

# 移動量から色(RGBA)リストを作成
norm = matplotlib.colors.Normalize(vmin=54, vmax=61) # 最小～最大＝0～1に正規化
colors = cm([norm(v) for v in d])

##軸設定
ax=fig.add_subplot(1,1,1,projection='3d')
ax.set_xlabel("x",size=14)
ax.set_ylabel("y",size=14)
ax.set_zlabel("z",size=14)
ax.set_xlim(250,750)
ax.set_ylim(250,750)
ax.set_zlim(100,600)
ax.invert_zaxis()

im=plt.quiver(x1,y1,z1,x2,y2,z2,color=colors) # 色リストを指定する
fig.colorbar(im,ax=ax,pad=0.2,cmap=cm,label="vector length (pixel)")
im.set_clim(54,61)
plt.show()

Comments

[smalltrees]

can110様
丁寧な回答ありがとうございます
実行してみましたが、カラースケールの種類の指定ができない点、カラーバーの最大最小値が反映されない点、描画されるベクトルの棒部分と矢印部分で色が異なる点について、何か解決法等はありますでしょうか…？
もしお時間ありましたらご確認いただけると幸いです。

[can110]

詳細は調べきれていませんが
カラーバーについては、与える元となるcmapオブジェクト自体いろいろカスタマイズできそうなので、それで対応できるかもしれません。
矢印の色が異なる点についてはmatplotlib内部の3Dプロット処理に問題があるような気がします。

[MF0524]

恐らくですが、plt.quiver関数のcolor引数が色を指定する1次のリストのみを受け付けているからうまくいかないのだと思います。つまりRGBAの4つの要素を持つリストを複数与えても機能しないのだと思います。愚直な解決策になりますが、pltでベクトルを一つずつ追記していけば一応は目的は達成されると思います。