matplotlibのフィギュアに3Dサブプロットを追加する方法

matplotlibで作成したフィギュアに3Dサブプロットを追加するには、projection='3d' を指定してサブプロットを作成します。ここでは、その具体的な手順とサンプルコードを紹介します。

3Dサブプロットを追加する手順

• 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。
• numpyを使用して、x・y・zのデータポイントを作成します。
• 新しいフィギュアを作成するか、既存のフィギュアをアクティブにします。
• fig.add_subplot() に projection='3d' を指定して、3D投影の「ax」をサブプロットとしてフィギュアに追加します。
• plot() メソッドを使って、x・y・zのデータポイントをプロットします。
• 最後に plt.show() メソッドを呼び出して、図を表示します。

サンプルコード

from matplotlib import pyplot as plt
import numpy as np

# 図のサイズを設定
plt.rcParams["figure.figsize"] = [7.00, 3.50]
plt.rcParams["figure.autolayout"] = True

# numpyでx・y・zのデータポイントを作成
x = np.linspace(-5, 5, 100)
y = np.linspace(-5, 5, 100)
z = x ** 2 + y ** 2

fig = plt.figure()

# projection='3d' を指定してサブプロットを追加
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')

# x・y・zのデータポイントをプロット
ax.plot(x, y, z, color='red', lw=7)

plt.show()

実行結果

上記のコードを実行すると、以下のような3D曲線が赤い太線で描画されたグラフが表示されます。

ポイント解説

fig.add_subplot(111, projection='3d') の引数「111」は、1行×1列のグリッドにおける1番目の位置にサブプロットを配置することを意味します。このように projection='3d' を指定するだけで、通常の2Dプロットと同じAPIで3次元データを扱えるようになります。

なお、曲面や散布図など別形式の3Dプロットを行いたい場合は、ax.plot_surface() や ax.scatter() などのメソッドも利用できます。