Graphiques 2D empilés avec des interconnexions dans Matplotlib

Question

J'ai besoin de visualiser des ensembles de données multivariés complexes et le choix préférable est d'utiliser une modification de la visualisation de l'axe parallèle, en utilisant des graphes 2D empilés, où chaque tracé cartographie un degré de liberté les points appartenant aux mêmes ensembles de données devraient être interconnectés entre différentes parcelles. Je joins un croquis conceptuel. Comment pourrais-je l'implémenter dans matplotlib?

Answer 1

Pour avoir une idée approximative, cela pourrait être une solution possible à l'aide matplotlib Axes3D

from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D 
import numpy as np 
import matplotlib.pyplot as plt 
from matplotlib.patches import Rectangle, PathPatch 
import mpl_toolkits.mplot3d.art3d as art3d 


x = np.array([1,2,3]) 
y = np.array([2,3,1]) 
z = np.array([1,1,1]) 


fig = plt.figure(figsize=(6,6)) 
ax = fig.add_axes([0,0,1,1], projection='3d') 

#plot the points 
ax.scatter(x,y,z*0.4, c="r", facecolor="r", s=60) 
ax.scatter(y,x,z*0.9, c="b", facecolor="b", s=60) 
ax.scatter(x,y,z*1.6, c="g", facecolor="g", s=60) 
#plot connection lines 
ax.plot([x[0],y[0],x[0]],[y[0],x[0],y[0]],[0.4,0.9,1.6], color="k") 
ax.plot([x[2],y[2],x[2]],[y[2],x[2],y[2]],[0.4,0.9,1.6], color="k") 
#plot planes 
p = Rectangle((0,0), 4,4, color="r", alpha=0.2) 
ax.add_patch(p) 
art3d.pathpatch_2d_to_3d(p, z=0.4, zdir="z") 

p = Rectangle((0,0), 4,4, color="b", alpha=0.2) 
ax.add_patch(p) 
art3d.pathpatch_2d_to_3d(p, z=0.9, zdir="z") 

p = Rectangle((0,0), 4,4, color="g", alpha=0.2) 
ax.add_patch(p) 
art3d.pathpatch_2d_to_3d(p, z=1.6, zdir="z") 



ax.set_aspect('equal') 
ax.view_init(13,-63) 
ax.set_xlim3d([0,4]) 
ax.set_ylim3d([0,4]) 
ax.set_zlim3d([0,2]) 

plt.savefig(__file__+".png") 
plt.show() 

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Mise à jour

Création de trois axes différents est possible. Il faut ajouter les axes et rendre les plus transparents (ax2.patch.set_alpha(0.)). Ensuite, la grille doit être désactivée (ax.grid(False)) et les volets et les lignes dont nous n'avons pas besoin sont invisibles.
Cependant, je n'ai aucune idée comment dessiner une connexion entre les axes. L'approche 2D de matplotlib.patches.ConnectionPatch ne fonctionne pas pour les axes 3D.

from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D 
import numpy as np 
import matplotlib.pyplot as plt 
from matplotlib.patches import Rectangle 
import mpl_toolkits.mplot3d.art3d as art3d 


x = np.array([1,2,3]) 
y = np.array([2,3,1]) 
z = np.array([0,0,0]) 


fig = plt.figure(figsize=(6,6)) 

ax = fig.add_axes([0,0,1,1], projection='3d') 
ax2 = fig.add_axes([0.0,0.24,1,1], projection='3d') 
ax2.patch.set_alpha(0.) 
ax3 = fig.add_axes([0.0,0.48,1,1], projection='3d') 
ax3.patch.set_alpha(0.) 
#plot the points 
ax.scatter(x,y,z, c="r", facecolor="r", s=60) 
ax2.scatter(y*4,x*4,z, c="b", facecolor="b", s=60) 
ax3.scatter(x*100,y*100,z, c="g", facecolor="g", s=60) 
#plot connection lines 
#ax.plot([x[0],y[0],x[0]],[y[0],x[0],y[0]],[0.4,0.9,1.6], color="k") 
#ax.plot([x[2],y[2],x[2]],[y[2],x[2],y[2]],[0.4,0.9,1.6], color="k") 

#plot planes 
p = Rectangle((0,0), 4,4, color="r", alpha=0.2) 
ax.add_patch(p) 
art3d.pathpatch_2d_to_3d(p, z=0, zdir="z") 

p = Rectangle((0,0), 16,16, color="b", alpha=0.2) 
ax2.add_patch(p) 
art3d.pathpatch_2d_to_3d(p, z=0, zdir="z") 

p = Rectangle((0,0), 400,400, color="g", alpha=0.2) 
ax3.add_patch(p) 
art3d.pathpatch_2d_to_3d(p, z=0, zdir="z") 



ax.set_aspect('equal') 
ax2.set_aspect('equal') 
ax3.set_aspect('equal') 
ax.view_init(13,-63) 
ax2.view_init(10,-63) 
ax3.view_init(8,-63) 
ax.set_xlim3d([0,4]) 
ax.set_ylim3d([0,4]) 
ax.set_zlim3d([0,2]) 
ax2.set_xlim3d([0,16]) 
ax2.set_ylim3d([0,16]) 
ax2.set_zlim3d([0,2]) 
ax3.set_xlim3d([0,400]) 
ax3.set_ylim3d([0,400]) 
ax3.set_zlim3d([0,2]) 
ax.grid(False) 
ax2.grid(False) 
ax3.grid(False) 

def axinvisible(ax): 
    for zax in (ax.w_zaxis, ax.w_xaxis, ax.w_yaxis): 
     zax.pane.set_visible(False) 
     if zax == ax.w_zaxis: 
      zax.line.set_visible(False) 
      for ll in zax.get_ticklines()+zax.get_ticklabels(): 
        ll.set_visible(False) 


axinvisible(ax) 
axinvisible(ax2) 
axinvisible(ax3) 

# setting a ConnectionPatch does NOT work 
from matplotlib.patches import ConnectionPatch 
con = ConnectionPatch(xyA=(2,2), xyB=(2,2), 
         coordsA='data', coordsB='data', 
         axesA=ax, axesB=ax2, 
         arrowstyle='->', clip_on=True) 
ax2.add_artist(con) # artist is not shown :-(

plt.show() 

Answer 2

Une solution pourrait être basée sur matplotlib's 3D capabilities. Vous pouvez utiliser Axes3D.plot_surface pour tracer les axes, et la dispersion de l'utilisateur et les tracés de ligne pour le reste.