【Matplotlib】3Dプロットで軸を非表示にしつつ軸ラベルだけを残す方法

Matplotlibで3Dプロットを作成する際、グリッドや軸線・目盛りなどの装飾は消したいけれど、軸ラベル（X-Axis、Y-Axis、Z-Axisなど）だけは表示しておきたいというケースがあります。この記事では、そのような「軸を非表示にして軸ラベルのみを保持する」方法を、具体的な手順とサンプルコード付きで解説します。

実現の手順

• 図のサイズと余白の設定： figureサイズを指定し、サブプロット間および周囲のパディングを調整します。
• 図（Figure）の作成： 新しいfigureを作成するか、既存のfigureをアクティブにします。
• 3D Axesの追加： add_subplot() で projection='3d' を指定し、サブプロットとして3D用のAxesをfigureに追加します。
• データ点の作成： numpyを使って x、y、z、dx、dy、dz の各データを準備します。
• 3Dバーの描画： bar3d() メソッドを使用して3D棒グラフを描画します。
• 軸を隠すための色設定： 軸を非表示にするため、透明色（アルファ値0）のカラータプルを初期化します。
• ペイン（面）の色を透明化： x・y・z各軸のペインカラーを、このカラータプルと同じに設定します。
• 軸線の色を透明化： x・y・z各軸のラインカラーも同じカラータプルに設定します。
• 目盛りの削除： set_xticks([]) などでx・y・z軸の目盛りを空にします。
• 軸ラベルの設定： set_xlabel() / set_ylabel() / set_zlabel() でx・y・z軸のラベルを設定します。
• 表示： show() メソッドで図を表示します。

サンプルコード

import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt

plt.rcParams["figure.figsize"] = [7.50, 3.50]
plt.rcParams["figure.autolayout"] = True

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')

# データの作成
x = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
y = [5, 6, 7, 8, 2, 5, 6, 3, 7, 2]
z = np.zeros(10)

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

# 3Dバーの描画
ax.bar3d(x, y, z, dx, dy, dz, color="green")

# 透明色のカラータプル（軸を隠すために使用）
color_tuple = (1.0, 1.0, 1.0, 0.0)

# ペイン（背景面）を透明化
ax.w_xaxis.set_pane_color(color_tuple)
ax.w_yaxis.set_pane_color(color_tuple)
ax.w_zaxis.set_pane_color(color_tuple)

# 軸線を透明化
ax.w_xaxis.line.set_color(color_tuple)
ax.w_yaxis.line.set_color(color_tuple)
ax.w_zaxis.line.set_color(color_tuple)

# 目盛りを削除
ax.set_xticks([])
ax.set_yticks([])
ax.set_zticks([])

# 軸ラベルのみ設定
ax.set_xlabel('X-Axis')
ax.set_ylabel('Y-Axis')
ax.set_zlabel('Z-Axis')

plt.show()

出力結果

このコードを実行すると、背景のペインや軸線・目盛りがすべて消え、緑色の3DバーとX・Y・Zの軸ラベルだけが表示されたクリーンなグラフになります。プレゼン資料やレポートで、視覚的なノイズを抑えたシンプルな3Dグラフを見せたい場合に非常に便利なテクニックです。

補足：新しいバージョンのMatplotlibについて

上記のコードで使用している ax.w_xaxis は、Matplotlib 3.4以降では非推奨となっており、将来的に削除される予定です。新しいバージョンでは、代わりに以下のように ax.xaxis などを直接使用することを推奨します。

ax.xaxis.set_pane_color(color_tuple)
ax.yaxis.set_pane_color(color_tuple)
ax.zaxis.set_pane_color(color_tuple)

ax.xaxis.line.set_color(color_tuple)
ax.yaxis.line.set_color(color_tuple)
ax.zaxis.line.set_color(color_tuple)

また、よりシンプルに軸全体を非表示にしたい場合は、ax.set_axis_off() を使う方法もあります。ただし、この場合は軸ラベルも一緒に消えてしまうため、「ラベルだけを残したい」という今回の目的には、上記の透明化テクニックが適しています。