HOWTO · Matplotlib
如何使用 Matplotlib Python 显示图像
了解如何使用 Matplotlib 的 imshow() 加载和显示本地图像、显示 PIL 图像、自定义其外观并保存图形。
本页内容
使用 matplotlib.pyplot.imread() 加载图像，使用 imshow() 将其像素放入 Matplotlib 坐标轴中，并使用 show() 在脚本中显示图形。传递给 imread() 的路径必须标识 Python 进程可用的图像。在笔记本中，最终图形通常会自动显示；在普通脚本中，请调用 plt.show()。
使用 Matplotlib 加载并显示图像
这个自包含示例创建一个小的示例图像，用 imread() 读取它并显示它。对于您的文件，请将示例图像的设置和 image_path 赋值替换为 Python 进程可访问的图像路径。将图像放在脚本旁边并使用其文件名，或提供绝对路径；相对路径从进程的当前工作目录解析。
from pathlib import Path
from tempfile import TemporaryDirectory
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
with TemporaryDirectory() as directory:
image_path = Path(directory) / "sample.png"
pixels = np.zeros((3, 3, 3), dtype=float)
pixels[:, :, 0] = 1.0
plt.imsave(image_path, pixels)
image = plt.imread(image_path)
plt.imshow(image)
plt.axis("off")
plt.show()
print("Image loaded and displayed.")
Image loaded and displayed.
imread() 将文件加载到数组中，imshow() 是 matplotlib.pyplot 中的一个函数，它在当前坐标轴中显示该图像数据。axis("off") 隐藏坐标轴及其刻度。生成的示例只是这个可运行示例的一个 fixture；使用您自己的图像时，请将该文件保持在所选路径上可用，并直接读取它。
使用 Matplotlib 显示 PIL 图像
如果图像已经由 PIL 图像对象表示，请将该对象传递给 imshow()，而不是用 plt.imread() 读取它。当程序的另一部分已经用 Pillow 打开或处理了图像时，这很有用。Image.show() 是单独的 PIL 显示途径；使用 plt.show() 显示 Matplotlib 图形。两个显示调用使用不同的渲染路径，因此当您需要坐标轴、图形尺寸设置或图形导出时，请使用 Matplotlib 途径。
from pathlib import Path
from tempfile import TemporaryDirectory
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from PIL import Image
with TemporaryDirectory() as directory:
image_path = Path(directory) / "sample.png"
plt.imsave(image_path, np.full((3, 3, 3), 0.4))
with Image.open(image_path) as image:
plt.imshow(image)
plt.axis("off")
plt.show()
将临时示例路径替换为您自己的图像路径，以打开本地文件。此途径需要提供 PIL.Image 的 Pillow。
自定义图像显示
要以灰度方式查看 RGB 数据，请对其三个颜色通道求平均值并选择灰度颜色映射。下面的 mean(axis=2) 操作假设数组的第三个轴包含红色、绿色和蓝色通道；它并不适用于每种图像形状或颜色模型。插值改变的是 Matplotlib 在屏幕上渲染像素的方式，而不是源图像的细节。
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
image = np.array(
[
[[1.0, 0.2, 0.1], [0.2, 0.8, 0.3]],
[[0.1, 0.3, 1.0], [0.8, 0.8, 0.8]],
]
)
plt.imshow(image.mean(axis=2), cmap="gray", interpolation="bicubic")
plt.axis("off")
plt.show()
cmap="gray" 将平均值映射为灰色色调。当另一种受支持的颜色映射或插值设置更适合图像及其观看方式时，请选择它。要保留彩色图像，请将原始数组而不是平均后的数组传递给 imshow()。显示选项影响渲染出的视图；它们不会重写已加载的像素数据。
保存显示的图形
使用 savefig() 将 Matplotlib 图形写入图像文件。它保存图形（包括其坐标轴和布局），而不是更改原始图像。请在调用 show() 之前保存，以便在各种显示后端下图形仍可用于保存操作。
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
image = np.full((3, 3, 3), 0.4)
plt.imshow(image)
plt.axis("off")
plt.savefig("displayed-image.png", bbox_inches="tight", pad_inches=0)
plt.show()
路径 displayed-image.png 相对于当前工作目录写入。选择不同的文件名或路径来控制图形保存的位置。对于紧凑裁剪，bbox_inches="tight" 会裁掉周围的空白，pad_inches=0 会去掉额外的填充。如果导出的尺寸很重要，请在绘图前设置图形大小；保存的文件是当前 Matplotlib 图形的渲染结果。
