はじめに
Plotlyで3Dグラフを描いたとき、「軸タイトルがない」「背景が白すぎて分かりにくい」と感じたことはありませんか？
今回は、3Dグラフを"読みやすく整える"ための基本設定をまとめます。Google Colabでもそのまま動きます。
目的
- Plotlyの3Dグラフで軸タイトル・単位・背景・タイトルを設定できるようにする
- どのグラフでも再利用できるレイアウトテンプレートを理解する
- Surface／Scatter／Lineなど共通で使える設定を整理する
実装例：3D Surfaceを描く
import plotly.graph_objects as go
import numpy as np
# サンプルデータ
x = np.linspace(-2, 2, 50)
y = np.linspace(-2, 2, 50)
X, Y = np.meshgrid(x, y)
Z = np.sin(np.sqrt(X**2 + Y**2))
# 3Dサーフェス
fig = go.Figure(data=[go.Surface(x=X, y=Y, z=Z, colorscale='Viridis')])
fig.show()
これで3Dグラフは表示されますが、軸ラベルも背景もなく「どの方向かわかりにくい」状態です。
軸タイトルとラベルを設定する
fig.update_layout(
scene=dict(
xaxis_title='X Axis [m]',
yaxis_title='Y Axis [m]',
zaxis_title='Z Axis [value]',
)
)
fig.show()
| 設定項目 | 説明 |
|---|---|
| xaxis_title, yaxis_title, zaxis_title | 各軸のタイトル文字列 |
| [m], [°C] など | 単位を明示すると見やすい |
| scene | 3D空間全体の設定ブロック |
軸タイトルをつけるだけで、グラフの「意味」がわかりやすくなります。
軸スタイルと背景を整える
fig.update_layout(
scene=dict(
xaxis=dict(
backgroundcolor='rgb(240,240,240)',
gridcolor='white',
showbackground=True,
zerolinecolor='black',
),
yaxis=dict(
backgroundcolor='rgb(240,240,240)',
gridcolor='white',
showbackground=True,
zerolinecolor='black',
),
zaxis=dict(
backgroundcolor='rgb(240,240,240)',
gridcolor='white',
showbackground=True,
zerolinecolor='black',
),
)
)
fig.show()
背景を薄いグレーにすると、奥行き感が出て3D構造が視覚的にわかりやすくなります。
タイトル・アスペクト比を設定
fig.update_layout(
title="3D Surface with Axis Titles",
scene=dict(aspectmode='data') # 軸の比率をデータに合わせる
)
| オプション | 内容 |
|---|---|
| title | グラフタイトル |
| scene.aspectmode='data' | X,Y,Zのスケールを自動調整（歪み防止） |
| aspectmode='cube' | すべての軸を等長（立方体表示） |
軸フォント・タイトル位置の調整
fig.update_layout(
scene=dict(
xaxis_title='X Axis',
yaxis_title='Y Axis',
zaxis_title='Z Axis',
xaxis_title_font=dict(size=14, color='black'),
yaxis_title_font=dict(size=14, color='black'),
zaxis_title_font=dict(size=14, color='black'),
),
title=dict(
text="Customized 3D Axes",
font=dict(size=18, color='darkblue')
)
)
タイトル文字の大きさ・色を変えるだけで、資料用グラフにもそのまま使える見栄えになります。
散布図にも同じ設定を適用可能
import plotly.graph_objects as go
import numpy as np
x, y, z = np.random.randn(3, 100)
fig = go.Figure(data=[go.Scatter3d(x=x, y=y, z=z, mode='markers')])
fig.update_layout(
title='3D Scatter with Axis Labels',
scene=dict(
xaxis_title='Longitude',
yaxis_title='Latitude',
zaxis_title='Height [m]',
xaxis=dict(backgroundcolor='rgb(245,245,245)'),
yaxis=dict(backgroundcolor='rgb(245,245,245)'),
zaxis=dict(backgroundcolor='rgb(245,245,245)'),
aspectmode='data'
)
)
fig.show()
Surface／Scatter／Line どれでも scene セクションを共通で設定できます。
よく使うテンプレート化
def set_3d_layout(fig, title="3D Graph"):
fig.update_layout(
title=title,
scene=dict(
xaxis_title='X Axis',
yaxis_title='Y Axis',
zaxis_title='Z Axis',
xaxis=dict(backgroundcolor='rgb(240,240,240)', gridcolor='white'),
yaxis=dict(backgroundcolor='rgb(240,240,240)', gridcolor='white'),
zaxis=dict(backgroundcolor='rgb(240,240,240)', gridcolor='white'),
aspectmode='data'
)
)
return fig
トラブルシュート
| 症状 | 対処 |
|---|---|
| 軸タイトルが表示されない | scene ブロック外に書いていないか確認 |
| 背景が黒い | showbackground=True が抜けている可能性 |
| 軸が歪んで見える | aspectmode='data' で自動調整 |
| タイトルが切れる | title_x=0.5 を追加して中央寄せ可 |
まとめ
-
軸タイトル（x, y, z）を設定すると、データの意味が一目で分かるようになります。
-
背景色を調整することで、立体感や奥行きを演出できます。
-
aspectmode='data'を指定すると、比率の歪みを防ぎ、自然な形状で表示できます。
-
これらの設定はSurface・Scatter・Lineなど、すべての3Dグラフに共通して活用できます。
軸ラベルと背景を整えるだけで、立体的で読みやすい3Dグラフが実現します。
3D表示では立体感よりも、軸が伝える“文脈”がより重要です。