Python/Matplotlibでカラーマップに基づく極座標カラーホイールをプロットする方法

PythonとMatplotlibを使って、カラーマップに基づいたカラーホイール(色相環)を描画するには、colorbarクラスを活用し、copperなどのカラーマップを指定するのが簡単です。極座標系の軸にカラーバーを描画することで、円形のグラデーションカラーが美しく表現できます。

実装の手順

• 図のサイズを設定し、サブプロット間および周囲の余白(padding)を調整します。

• figure()メソッドで新しい図を作成するか、既存の図をアクティブ化します。

• add_axes()メソッドを使って、図に新しい軸(axes)を追加します。このとき、projection='polar'を指定して極座標系にします。

• 軸の方向(_direction)を設定し、カラーホイールの回転方向を制御します。

• Normalizeクラスを使って、データを線形に正規化します。

• 既存の軸上にColorbarBaseでカラーバーを描画します。

• アーティスト(枠線など)の可視性を設定します。

• X軸・Y軸を非表示にして、すっきりした見た目にします。

• show()メソッドで図を表示します。

コード例

import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt, cm, colors, colorbar

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

fig = plt.figure()
display_axes = fig.add_axes([0.1, 0.1, 0.8, 0.8], projection='polar')
display_axes._direction = 2 * np.pi

norm = colors.Normalize(0.0, 2 * np.pi)
cb = colorbar.ColorbarBase(display_axes,
                           cmap=cm.get_cmap('copper', 2056),
                           norm=norm,
                           orientation='horizontal')
cb.outline.set_visible(False)
display_axes.set_axis_off()

plt.show()

コードのポイント

_direction = 2 * np.pi を設定することで、カラーバーが一周360度の円環として描画されます。Normalize(0.0, 2 * np.pi)により、角度の範囲が0〜2πに正規化され、copperカラーマップが滑らかに適用されます。また、set_visible(False)で外枠を消し、set_axis_off()で軸ラベルや目盛りを非表示にすることで、カラーホイールだけが浮かび上がるデザインになります。

補足: Matplotlib 3.7以降では cm.get_cmap() は非推奨となっています。最新バージョンでは plt.get_cmap('copper', 2056) または matplotlib.colormaps['copper'].resampled(2056) を使用してください。

出力結果