在Python中使用 Plotly 绘制 3D 散点图

简介

Plotly 是一个交互式的数据可视化库，支持多种编程语言，包括 Python。在 Python 中使用 Plotly 可以绘制多种类型的图形，其中包括 3D 散点图。3D 散点图可以用来可视化多维数据中的关系，同时也可以进行交互式探索。

安装

在使用 Plotly 之前，需要先安装 Plotly：

!pip install plotly==4.14.3

创建 3D 散点图

要创建 3D 散点图，我们需要使用 Plotly 中的 scatter3d 函数。下面是一个简单的例子：

import plotly.graph_objs as go

# 创建数据
x = [1, 2, 3, 4, 5]
y = [6, 7, 8, 9, 10]
z = [11, 12, 13, 14, 15]

# 创建散点图
fig = go.Figure(data=[go.Scatter3d(x=x, y=y, z=z, mode='markers')])

# 显示图形
fig.show()

上面的例子中，我们创建了一个包含 5 个数据点的 3D 散点图。Plotly 使用 x、y 和 z 坐标来绘制散点图。我们通过创建 x、y 和 z 列表来指定每个数据点的坐标。然后，我们使用 go.Scatter3d 函数来创建 3D 散点图对象，并使用 fig = go.Figure(data=[trace]) 将其添加到图形中。最后，我们使用 fig.show() 显示图形。

更改散点的颜色

默认情况下，散点图中所有的数据点都是蓝色的。要更改散点的颜色，我们可以使用 marker 参数来指定颜色，如下所示：

import plotly.graph_objs as go

# 创建数据
x = [1, 2, 3, 4, 5]
y = [6, 7, 8, 9, 10]
z = [11, 12, 13, 14, 15]

# 创建散点图
fig = go.Figure(data=[go.Scatter3d(x=x, y=y, z=z, mode='markers', 
                                   marker=dict(
                                        color=list(range(len(x))),
                                        colorscale='Viridis'
                                   ))])

# 显示图形
fig.show()

上面的例子中，我们使用了 marker 参数来指定散点的颜色。我们将 color 参数设置为一个等于数据点数量的范围，这样每个散点就会有一个唯一的颜色。我们还指定了一个颜色映射，这里我们使用了 Viridis 颜色映射。变量的不同取值所对应的颜色是根据颜色映射确定的。

添加标签

为了让散点图更加易于阅读，我们可以在数据点周围添加标签。要添加标签，我们可以使用 text 参数，如下所示：

import plotly.graph_objs as go

# 创建数据
x = [1, 2, 3, 4, 5]
y = [6, 7, 8, 9, 10]
z = [11, 12, 13, 14, 15]
labels = ['A', 'B', 'C', 'D', 'E']

# 创建散点图
fig = go.Figure(data=[go.Scatter3d(x=x, y=y, z=z, mode='markers', text=labels,
                                   marker=dict(
                                        color=list(range(len(x))),
                                        colorscale='Viridis'
                                   ))])

# 显示图形
fig.show()

上面的例子中，我们创建了一个包含数据点标签的 3D 散点图。我们通过将标签列表传递给 text 参数来添加标签。然后我们创建了一个 marker 对象，并使用颜色映射来设置点的颜色。

结论

在 Python 中使用 Plotly 绘制 3D 散点图可以帮助我们可视化多维数据中的关系，以及进行交互式探索。我们可以使用 scatter3d 函数来创建 3D 散点图对象，然后使用 go.Figure 将其添加到图形中。我们还可以使用 marker 参数来指定颜色，并使用 text 参数添加标签。