MatplotlibでPythonの3Dヒストグラムを描画する方法を徹底解説

Pythonで3Dヒストグラム（3D棒グラフ）を描画するには、Matplotlibの bar3d() メソッドを利用するのが便利です。ここでは、基本的な手順とサンプルコードをわかりやすく解説します。

3Dヒストグラムを描画する手順

• 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。

• figure() メソッドを使って、新しい図を作成するか、既存の図をアクティブにします。

• add_subplot() メソッドで、現在の図にサブプロットとして軸（Axes）を追加します。このとき projection='3d' を指定することで3Dプロットが可能になります。

• NumPyを使って、x3・y3・z3 のデータポイントを作成します。

• 同様に、バーの幅・奥行き・高さに相当する dx、dy、dz のデータポイントもNumPyで作成します。

• bar3d() メソッドを使って、3Dの棒グラフをプロットします。

• 軸を非表示にしたい場合は、axis('off') を呼び出します。

• 最後に show() メソッドを実行して、図を画面に表示します。

サンプルコード

import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt

# 図のサイズとレイアウトの自動調整を設定
plt.rcParams["figure.figsize"] = [7.50, 3.50]
plt.rcParams["figure.autolayout"] = True

fig = plt.figure()

# 3D投影のサブプロットを追加
ax1 = fig.add_subplot(111, projection='3d')

# データポイントの作成
x3 = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
y3 = [5, 6, 7, 8, 2, 5, 6, 3, 7, 2]
z3 = np.zeros(10)

dx = np.ones(10)
dy = np.ones(10)
dz = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

# 3D棒グラフを描画
ax1.bar3d(y3, x3, z3, dx, dy, dz, color="red")
ax1.axis('off')
plt.show()

実行結果

上記のコードを実行すると、赤い3Dの棒グラフが表示されます。各バーは x・y 平面上に配置され、z 軸方向に高さを持つ立体として描画されます。

ポイントのまとめ

• projection='3d' を指定しないと、3Dプロット用の軸が作成されないため注意が必要です。

• bar3d() の引数は順に「x座標、y座標、z座標（底部）、x方向の幅、y方向の幅、z方向の高さ」となります。

• color 引数を変更すれば、バーの色を自由にカスタマイズできます。

• データ分析や可視化において、3次元データの分布を直感的に把握したい場合に非常に有効な手法です。