python - 有没有一种有效的方法可以在 python 中将 2D 图存储为矢量图形？

Question

我目前正在尝试将 python 图存储为矢量图形以改善它们在 latex 文档中的外观。对于一维绘图，这非常有效:

import numpy as np
import matplotlib as mpl
mpl.use('svg')
new_rc_params = {
    "font.family": 'Times',
    "font.size": 12,
    "font.serif": [],
    "svg.fonttype": 'none'} #to store text as text, not as path
mpl.rcParams.update(new_rc_params)
import matplotlib.pyplot as plt

x = np.linspace(-.5, .5, 1024)

plt.figure()
plt.plot(x, x)
plt.title('\$x = y\$')
plt.xlabel('\$x\$ [m]')
plt.ylabel('\$y\$ [m]')
plt.savefig('test.svg', format = 'svg', bbox_inches = 'tight')

这样我就可以在 inkscape 中打开 svg 文件并将其转换为 pdf/pdf_tex 并且绘图中的每个文本都将在文档中以 latex 呈现 --> 与文档中其他地方相同的字体和字体大小。

2D 图变得像 svg 文件一样大。因此，我想将绘图存储为 pdf(同样，我想将文本保留为文本。这就是为什么我不能将绘图存储为 .png 的原因):

mpl.use('pdf')
new_rc_params = {
    "font.family": 'Times',
    "font.size": 12,
    "font.serif": []
    }
    #"svg.fonttype": 'none'} #not needed here since we don't use svg anymore
mpl.rcParams.update(new_rc_params)
import matplotlib.pyplot as plt

x = np.linspace(-.5, .5, 1024)
x, y = np.meshgrid(x, x)
z = np.exp(-(x**2 + y**2))

plt.figure()
plt.title('Gaussian plot: \$z = \exp{-(x^2 + y^2)}\$')
plt.pcolormesh(x, y, z)
plt.colorbar()
plt.savefig('test.pdf', bbox_inches='tight', format='pdf')

这会将 2D 图存储为 pdf。无论如何，现在存储绘图需要一段时间，而且它变得非常大(即使绘图中只有 500 x 500 点，它也大约为 11 MB)。但是，文本存储为文本。

不幸的是，我现在无法在 inkscape 中打开 pdf，因为它总是在一段时间后崩溃。可能文件已经太大了。有什么建议么？在这种情况下，进一步下采样可能有效，但一般情况下可能无效。

Answer 1

这是我在评论中建议的答案:

大型 pdf/svg 文件是将每个矩形存储在 pcolormesh 中作为矢量图形产生的。

我想通过将绘图存储为 svg/pdf 来实现的是获得高分辨率图像，一旦我将文件插入我的 latex 文档中，就会呈现文本。如果分辨率足够好，绘图本身实际上不需要是矢量图形。

所以这是我的建议(导入的库同上):

mpl.use('svg')
new_rc_params = {
    "font.family": 'Times', #probably python doesn't know Times, but it will replace it with a different font anyway. The final decision is up to the latex document anyway
    "font.size": 12, #choosing the font size helps latex to place all the labels, ticks etc. in the right place
    "font.serif": [],
    "svg.fonttype": 'none'} #to store text as text, not as path
mpl.rcParams.update(new_rc_params)

plt.figure(figsize = (6.49/2, 6.49/2)) #that's about half the text width of an A4 document
plt.pcolormesh(x, y, z, rasterized = True) # That's the trick. It will render the image already in python!
plt.xlabel('Math expression: \$a + b = c\$') # We need the backslashes because otherwise python will render the mathematic expression which will confuse latex
plt.savefig('test.svg', dpi = 1000, format = 'svg', bbox_inches = 'tight') # depends on your final figure size, 1000 dpi should be definitely enough for A4 documents

存储 svg 文件后，在 Inkscape 中打开它。另存为 pdf 并在“省略 PDF 中的文本并创建 LaTex 文件”处打勾。在你的 latex 文件中你必须使用

\begin{figure}
    \centering
    \input{test.pdf_tex}
    \caption{This should have the same font type and size as your xlabel}
\end{figure}

导入您的 2D 图。就是这样:)