为什么“imshow”以彩色显示2D（非RGB）数组，如何将这种彩色图像导出到.png文件？

Question

我生成了一个Mandelbrot图形作为10000x1000像素numpy数组：

[[ 100.  100.  100. ...,   12.   12.   13.]
 [ 100.  100.  100. ...,   12.   13.   14.]
 [ 100.  100.  100. ...,   12.   12.   14.]
 ..., 
 [   3.    3.    3. ...,    3.    3.    3.]
 [   3.    3.    3. ...,    3.    3.    3.]
 [   3.    3.    3. ...,    3.    3.    3.]]

如果使用matplotlib显示数组：

^{pr2}$

我得到了一个非常好的彩色图像。在

但是为什么要这样呢？在

除此之外，如果我尝试将其导出到.png我会得到一个黑白图像：

import PIL.Image as im
iimg = im.fromarray(arr)
iimg = iimg.convert("RGB") # std was "F", but it didn't work
iimg.save("img_mandelbrot.png")

有没有办法将这种彩色图像导出到png？ matplotlib似乎不是一个可行的选择，因为分辨率太差。在

Answer 1

向^{}传递二维数组时，强度值将映射到RGBA值。这是根据一个名为colormap的查找表来完成的，该表可以通过cmap=关键字参数指定。例如，要以灰度绘制Mandelbrot数组，可以选择'gray'颜色贴图：

plt.imshow(arr, cmap='gray')

如果不传递cmap=参数，matplotlib将使用默认值，您也可以在^{}文件中进行修改。对于当前版本matplotlib的干净安装，默认值是一个名为'jet'的colormap，如下所示：

^{} is a pretty terrible colormap for many purposes，和will soon be replaced as the default colormap in matplotlib v2.0。您可以在official documentation中阅读有关选择颜色贴图的更多信息。在

您还可以将一个3D数组传递给imshow，其中最终维度的大小为3或4。在这种情况下，最终尺寸被解释为每个像素的RGB（A）值。由于颜色信息已经包含在数组中，因此不需要查找表，因此cmap=参数将被忽略。在

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为了解决问题的第二部分，将数组保存为彩色映射的全分辨率.png图像的一个简单方法是使用^{}，这也需要一个cmap=参数：

^{pr2}$

plt.imsave只导出数组中的原始像素，因此10000x1000输入数组将生成一个正好为10000x1000像素的.png图像。在

相反，^{}呈现整个图形画布（包括边距、轴、其他绘图元素等），并根据（1）图形的大小（以英寸为单位）和（2）关键字参数dpi=来缩放。尽管只需将DPI设置为比需要的大得多就可以获得足够高的分辨率，但是使用此方法以实际大小渲染数组将更加困难，因为您需要调整图形大小和/或DPI以及轴的位置和大小等

Answer 2

正如我在上面的评论中提到的，savefig有一个dpi选项

例如：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

plt.figure(figsize=(10,10)) #
arr = np.random.random((10000,10000)) # my array
plt.imshow(arr)

plt.savefig('fig.png', dpi=1000)

我不能发布原始的PNG（大约200兆字节），但这给了你想要的任何细节。上面脚本输出的一些缩放屏幕截图：

注意，通过这种方式，图形（包括边框、轴标签等）是10000x1000像素，因此您仍然无法单独看到来自arr的实际10000x1000像素。如果你不介意没有轴标记、滴度等，ali嫒m的解决方案确实解决了这个问题。在