7.1 CPT类型

CPT文件可以分成两类,一种适用于分类数据,一种适用于常规数据。下面会逐一介绍两种类型的CPT文件的格式,以及其如何实现数值与颜色之间的映射。

7.1.1 分类CPT

分类CPT文件适用于分类数据。所谓分类数据,是指数据只能取有限个离散的值。比如将陆地分为不同的类型:沙漠、森林、冰川等等。定义1代表沙漠,2代表森林,3代表冰川。显然值取1.5是没有意义的。

分类CPT文件的格式为:

<key1>      <fill1>     [;<label1>]
<key2>      <fill2>     [;<label2>]
...
<keyn>      <filln>     [;<labeln>]
B   <fill_background>
F   <fill_foreground>
N   <fill_nan>

其中:

  • <key> 是分类数据的可能取值。<key> 必须单调递增但可不连续
  • <fill> 是相应数据的填充色。可以是颜色,也可以是图案,见 填充
  • <label> 则是数据的标签(可选)。通常设置为类型名,其主要有两个用途:让用户知道每一个可能取值代表的具体类型;在使用 colorbar 绘制色标时可以将标签显示到色标旁边。

<key> 还可以取以下特殊值:

  • B:定义小于 <key1> 的值的填充色,即背景色,默认值由 COLOR_BACKGROUND 控制
  • F:定义大于 <keyn> 的值的填充色,即前景色,默认值由 COLOR_FOREGROUND 控制
  • N:定义值为 NaN 时使用的填充色,默认值由 COLOR_NAN 控制

下面是一个分类CPT文件的示例:

0  yellow  ;desert
1  green   ;forest
2  red     ;iceland

从中可以看出CPT文件是如何完成数据与颜色之间的映射:

  • 当数据值为0时,其填充色为黄色,代表沙漠
  • 当数据值为1时,其填充色为绿色,代表森林
  • 当数据值为2时,其填充色为红色,代表冰川

7.1.2 常规CPT

常规CPT文件适用于连续变化的数据。对于连续变化的数据,无法为每个可能的数据值都指定颜色,通常的做法是为某些特定值指定颜色,其它值的颜色则通过插值得到。

常规CPT文件的格式为:

<z0>     <color_min_1>  <z1>   <color_max_1>    [L|U|B]    [;<label>]
<z1>     <color_min_2>  <z2>   <color_max_2>    [L|U|B]    [;<label>]
...
<zn-1>   <color_min_n>  <zn>   <color_max_n>    [L|U|B]    [;<label>]
B   <fill_background>
F   <fill_foreground>
N   <fill_nan>

常规CPT文件中的每一行均定义了一个Z值范围所对应的颜色范围。以第一行为例,其定义了数据值为 <z0> 时的颜色为 <color_min_1>,数据值为 <z1> 时的颜色为 <color_max_1>,而数据值位于 <z0><z1> 之间时颜色则通过对 <color_min_1><color_max_1> 线性或非线性插值得到。由此即定义了任意数值与颜色之间的映射关系。

在每一行后面,还可以加上两个可选项:

  • ;<label> 是Z值范围所对应的标签,使用 colorbar 模块绘制色标时加上 -L 选项则会将 <label> 作为色标的标注
  • L|U|B 用于控制绘制色标时标注的放置位置。LUB分别标注每个Z值范围的下限、上限或者同时标注Z值上下限

Z值还可以取以下特殊值:

  • B:定义小于 <z0> 的值的填充色,即背景色,默认值由 COLOR_BACKGROUND 控制
  • F:定义大于 <zn> 的值的填充色,即前景色,默认值由 COLOR_FOREGROUND 控制
  • N:定义值为 NaN 时使用的填充色,默认值由 COLOR_NAN 控制

GMT对于常规CPT文件的格式由如下要求:

  1. Z值必须单调递增
  2. Z值不能存在间断,即每行的最大Z值必须与下一行的最小Z值相同
  3. B|F|N 语句要放在CPT文件的开头或结尾
  4. 可以指定颜色也可以指定填充图案,若 <color_min_1> 指定了填充图案,则 <color_max_1> 必须设置为 -

常规CPT文件的格式是相对比较灵活的,其又可以进一步细分为连续型CPT和间断性CPT:

连续型CPT

当一行的最大Z值与下一行的最小Z值对应同一个颜色

例如,下面的示例CPT文件中在Z取0.5处颜色是连续的:

0       black   0.5     red
0.5     red         1   yellow
间断型CPT

即某一行的最大Z值与下一行的最小Z值对应不同的颜色。

例如,下面的示例CPT文件中,第一行表明Z取0.5时为红色,第二行表明Z取0.5时为蓝色,即在Z取0.5处颜色存在间断:

0       black   0.5     red
0.5     blue    1       yellow

进一步,当某一行内最小Z值和最大Z值对应相同的颜色时则构成了单色间断型CPT。例如,下面的示例CPT文件中,第一行指定了Z取0和0.5均定义为黑色,意味着Z取0到 0.5之间的任意数值均为黑色。第二行则指定了Z取0.5到1之间的任意数值均为红色:

0       black   0.5     black
0.5     red     1       red