Matplotlib绘图时如何设置图像大小和分辨率

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@小白创作中心

Matplotlib绘图时如何设置图像大小和分辨率

引用

CSDN

https://blog.csdn.net/sinat_32570141/article/details/108869141

在使用Matplotlib进行绘图时，如何设置图像的大小和分辨率是一个常见且重要的问题。本文将详细解释绘图图像尺寸、保存图像尺寸、显示图像尺寸和打印图像尺寸之间的关系，并提供具体的设置建议。

绘图图像的尺寸

在Matplotlib中绘制图像时，可以通过Figure类的figsize和dpi参数来控制图像的大小和分辨率。

figsize参数提供一个float 2元元组(width, height)，默认单位是英寸（inches），定义了图像的物理尺寸。
dpi参数提供一个整数，表示图像的分辨率，即每英寸距离上的点数（Dots per inches）。这个点实际是一个很小的正方形方块，对应打印时的dot、屏幕显示时的pixel，以及图像尺寸中的像素。

在Windows中，通常用像素来表示图像的大小。以宽度为例，像素的计算公式为：

width * dpi

下面是一个使用Matplotlib绘制图像并保存为PNG文件的示例代码：

import numpy as np
from matplotlib.backends.backend_agg import FigureCanvasAgg
from matplotlib.figure import Figure
from numpy import math

fig = Figure(figsize=(4, 2),
             dpi=96,
             facecolor=(249 / 256, 244 / 256, 206 / 256),
             edgecolor=(82 / 256, 101 / 256, 155 / 256),
             frameon=True,
             )
canvas = FigureCanvasAgg(fig)
fca = (249 / 256, 244 / 256, 206 / 256)
fcb = (138 / 256, 176 / 256, 209 / 256)
ax_a = fig.add_subplot(111, facecolor=fcb)
x = np.arange(0, 2 * math.pi, 0.001)
y = np.sin(x)
ax_a.plot(x, y, color='r')
s, (width, height) = canvas.print_to_buffer()
from PIL import Image
im = Image.frombytes("RGBA", (width, height), s)
im.show()
canvas.print_figure('DPI_PPI.jpg')

上面的代码绘制了一个width = 4 inches, height=2 inches, dpi = 96的图像。黄色的矩形表示figure的大小，蓝色的是axes。

在PS中查看该图像的大小：

96 * 4 = 384
96 * 2 = 192

这就是图像像素大小的由来。

打印尺寸

如果按照100%比例打印，得到的图片大小为：

4 * 2.54 = 10.16 cm
2 * 2.54 = 5.08 cm

屏幕显示尺寸

在屏幕上查看这幅图像时，实际显示的大小与屏幕的分辨率（PPI）和显示比例（scale）有关。

假设屏幕的PPI也是96，显示比例是100%，这幅图像在屏幕上占据的空间为：

10.16 cm * 5.08 cm

如果屏幕的分辨率是72 PPI，显示比例是100%，这幅图像在屏幕上占据的空间为：

10.16 * (96 / 72)
5.08 * (96 / 72)

假设图像的显示比例是scale，换算公式为：

width * (dpi / ppi) * scale
height * (dpi / ppi) * scale

设置Figure尺寸的建议

根据图像的用途，可以采用以下建议：

仅用于屏幕展示：将dpi设置为96（目前一般屏幕的分辨率），width和height默认即可。在大屏幕上展示时，可以根据屏幕的实际尺寸按比例设置。
用于一般打印输出：将dpi设置为200-300，width和height尺寸根据文章的排版格式设置，例如A4纵向一栏时，width < 15cm，height < 22cm。
用于高质量印刷出版：根据出版商的要求设置。

绘图元素的尺寸

在绘图时，绘图元素的大小设置也需要注意。以线宽为例，Matplotlib默认参数是dpi = 72，线宽是1.5 points。在Matplotlib中，每英寸点数（ppi）为72，因此1 point宽的线将是1/72英寸宽，12点的文本将是12/72英寸高，即0.3527 mm。这是一个绝对单位，与cm、mm等单位类似。

如果你将figure的dpi设置为144，在一个point宽中将有两个像素pixel，图像100%比例在屏幕上显示时看起来就有默认的两倍宽。