Python Matplotlibで曲線の下に虹色を塗りつぶす方法

PythonのMatplotlibを使えば、fill_between() 関数を活用することで、曲線の下側の領域に虹色（7色）を重ねて塗りつぶすことができます。この記事では、実際のコード例とともにその手順をわかりやすく解説します。

実装の手順

曲線の下に虹色を塗りつぶすには、以下のステップに従います。

• 図のサイズを設定し、サブプロット間および周囲の余白（パディング）を調整します。
• 7つの虹色のリストを保持し、NumPyを使ってデータ点 x を生成するユーザー定義関数 plot_rainbow_under_curve() を作成します。
• 0〜6の範囲でループ処理を行い、各色ごとに塗りつぶし領域を少しずつずらしながら描画します。
• show() メソッドを呼び出して、完成した図を表示します。

コード例

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

plt.rcParams["figure.figsize"] = [7.00, 3.50]
plt.rcParams["figure.autolayout"] = True

def plot_rainbow_under_curve():
   rainbow_colors = ['violet', 'indigo', 'blue', 'green', 'yellow', 'orange', 'red']
   x = np.linspace(-5, 5, 100)
   for i in range(0, 7):
      plt.plot(x, x ** 2, lw=0)
      plt.fill_between(x, x ** 2 + len(rainbow_colors) - i,
                       color=rainbow_colors[i])

plot_rainbow_under_curve()

plt.show()

コードのポイント

このコードでは、np.linspace(-5, 5, 100) によって −5 から 5 までの範囲に100個の等間隔データ点を生成しています。その後、for ループの中で fill_between() を呼び出し、曲線 x ** 2 を基準にオフセット値 len(rainbow_colors) - i を加算することで、紫・藍・青・緑・黄・橙・赤の順に帯状の領域を重ねて描画しています。これにより、曲線の下側に美しい虹色のグラデーション効果を作り出せます。

なお、plt.plot(x, x ** 2, lw=0) は線幅0で曲線自体を非表示にしているため、見た目上は塗りつぶし領域のみが表示されます。

実行結果

このコードを実行すると、放物線状の曲線に沿って、虹の7色が層状に塗りつぶされたグラフが出力されます。