如何在matplotlib中更改imshow的比例而不拉伸图像？

在数据可视化的过程中，展示图片是常见操作，比如我们使用Python中的matplotlib库中的imshow()函数。imshow()函数可以将一张图片以热度图或者灰度图的形式展示出来，但是默认情况下imshow()函数会拉伸图像，这会导致图片失真。那么如何在matplotlib中更改imshow的比例而不拉伸图像呢？本文将详细解答。

什么是imshow()函数？

在开始讨论如何在matplotlib中更改imshow的比例而不拉伸图像之前，我们首先了解一下imshow()函数。imshow()函数是matplotlib库中的图片展示函数，功能是将多维数组变成图像展示出来，并根据数组中数字的大小给图像像素进行上色，形成不同的图案。

那么，我们来看一个最基本的imshow()函数使用实例：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

data = np.random.random((10, 10)) #生成一张大小为10 * 10 的随机数组

plt.imshow(data)
plt.show()

这段代码将生成一张10×10大小的随机矩阵，并用plt.imshow()函数将其展示出来。默认情况下，imshow()函数会将图片宽高自适应，并且会拉伸图像。

如何更改imshow()函数比例？

接下来我们将介绍如何在matplotlib中更改imshow()的比例而不拉伸图片。常见的方法有两种：在代码中设置参数，或者在参数字典中修改。

方法一：在代码中设置参数

要更改imshow函数的比例而不拉伸图片，最简单的方法是在调用imshow()函数时设置参数。具体方法是添加extent参数，并设置它的值为一个列表，这个列表分别指定了x轴与y轴坐标轴的范围。考虑下面的示例代码：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

data = np.random.random((10, 10))

plt.imshow(data,extent=[0, 10, 0, 10])#设置x轴和y轴的范围

plt.show()

在这个代码中，extent参数指定了x轴的范围为0到10，y轴的范围也是0到10。

如上图所示，这是一种在不改变图片尺寸的情况下将图片的比例调整为1:1的常规方式。但如果我们需要调整图片的长宽比例呢？

那么，我们可以通过参数aspect来设置长宽比例，例如：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

data = np.random.random((10, 10))

plt.imshow(data,extent=[0, 10, 0, 20], aspect='auto')# x轴范围0-10， y轴范围0-20, 长宽比1:2

上述代码中，我们使用了aspect参数来设置长宽比例，将其设置为‘auto’时，matplotlib会自动调整比例，生成如下图所示的2:1比例的图片：

方法二：在参数字典中修改

imshow()函数还有一个参数字典，可以用于修改图片的长宽比例。这个参数字典被称为imshow.rcParams，它包含了所有matplotlib的默认参数，通过修改其中的值来改变显示效果。其中，dpi参数用于调整图片质量，表示每英寸点数，通常设置为100。

下面代码将演示如何通过修改imshow.rcParams设置长宽比例：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

data = np.random.random((10, 10))

plt.imshow(data)
plt.rcParams['figure.figsize']=[10,5] #修改图片长宽比例
plt.show()

在这个代码中，我们使用了rcParams字典将图片长宽比例修改为10：5，即2：1的长宽比例。