Matplotlibで3Dバー（3D棒グラフ）に凡例を追加する方法

Matplotlibで3D棒グラフ（3Dバー）に凡例を追加したい場合、bar3d()メソッドでバーを描画し、legend()メソッドを使って凡例を配置します。この記事では、緑と赤の2種類の3Dバーを描画し、それぞれに凡例ラベルを付ける具体的な手順をサンプルコード付きで解説します。

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（パディング）を調整します。
• figure()メソッドで新しい図を作成します。
• add_subplot()で projection='3d' を指定し、3D描画用のAxesを追加します。
• numpyを使って x3、y3、z3、dx、dy、dz の各データリストを作成します。
• bar3d()メソッドで3Dバーを描画します。
• 凡例のハンドルとして使用する矩形（Rectangle）パッチを作成します。
• legend()メソッドでバーの凡例を配置します。
• 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

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

fig = plt.figure()
ax1 = fig.add_subplot(111, projection='3d')

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]

# 緑色の3Dバーを描画
ax1.bar3d(x3, y3, z3, dx, dy, dz, color="green")
b1 = plt.Rectangle((0, 0), 1, 1, fc="green")

# 赤色の3Dバーを描画
ax1.bar3d(y3, x3, z3, dx, dy, dz, color="red")
b2 = plt.Rectangle((0, 0), 1, 1, fc="red")

# 凡例を設定して表示
ax1.legend([b1, b2], ['type1', 'type2'])
plt.show()

ポイント解説

bar3d()メソッドは通常のプロット関数と異なり、直接凡例ハンドルを返しません。そのため、凡例に表示したい色ごとに plt.Rectangle でダミーのパッチオブジェクトを作成しています。fc 引数でバーと同じ塗りつぶし色を指定することで、凡例の見た目が実際のバーと一致します。

また、2つ目の bar3d() では x3 と y3 の値を入れ替えて描画することで、同じデータセットから異なる配置のバーを作り出しています。これにより、緑（type1）と赤（type2）の2種類のバーをひとつの3D空間上で視覚的に比較できます。

出力結果