matplotlib色彩（colors）之色彩基础知识（色彩模型，matplotlib色彩格式，matplotlib默认色彩映射）

色彩模型（RGB，RGBA，CMYK灰度）

matplotlib中的色彩定义主要用到了RGB、RGBA、CMYK、灰色四种模型。

RGB模型

RGB是最常见的一种色彩模型，它使用红、绿、蓝三原色的亮度来定量表示颜色，这种模型也称为加色混色模型，是以RGB三色光互相叠加来实现混色的方法，因而适合于显示器等发光体的显示。
如果是三原色光中的两种色光进行等比例混合的话，那么，得到的结果是黄、青、紫三色光。
常见的案例如：
红+绿=黄
红+蓝=紫(亮紫)
绿+蓝=青
红+绿+蓝=白
三种基色光全无=黑
这是色光混合，称为加色混合法。
因此RGB模型的颜色可以用R、G、B三个分量来表示。
F(物体颜色)=R（红色的百分比）+G（绿色的百分比）+B（蓝色的百分比）

RGBA模型

RGBA模型是在RGB模型的基础上加上了Alpha通道，Catmull和Smith在1971至1972年间提出了这个不可或缺的alpha数值，使得alpha渲染和alpha合成变得可能。提出者以alpha来命名是源于经典的线性插值方程αA + (1-α)B所用的就是这个希腊字母。
alpha通道一般用作不透明度参数。如果一个像素的alpha通道数值为0%，那它就是完全透明的（也就是看不见的），而数值为100%则意味着一个完全不透明的像素（传统的数字图像）。在0%和100%之间的值则使得像素可以透过背景显示出来，就像透过玻璃（半透明性），这种效果是简单的二元透明性（透明或不透明）做不到的。它使数码合成变得容易。

CMYK模型

CMYK模型，也被称为印刷四色模型，它彩色印刷时采用的一种套色模型，利用色料的三原色混色原理，加上黑色油墨，共计四种颜色混合叠加，形成所谓“全彩印刷”。四种标准颜色是：C：Cyan = 青色，又称为天蓝色或是湛蓝，M：Magenta = 品红色，又称为洋红色；Y：Yellow = 黄色；K：blacK=黑色，此处缩写使用最后一个字母K而非开头的B，是为了避免与Blue混淆。
CMYK模式是减色模式，相对应的RGB模式是加色模式。CMYK模式是一种用于印刷品依靠反光的色彩模模型，RGB模式是一种屏幕显示发光的色彩模型。

灰色模型

灰度模型使用黑色调表示物体,即用黑色为基准色，不同的饱和度的黑色来显示图像。每个灰度对象都具有从 0%（白色）到100%（黑色）的亮度值。使用黑白或灰度扫描仪生成的图像通常以灰度显示。

`matplotlib`色彩格式

RGB小数模式：3元组(r, g, b)，对应R、G、B，每个元素取值要求为0到1之间的小数，例如(0.1, 0.2 ,0.5)。
RGBA小数模式：4元组(r, g, b, a)，对应R、G、B、A，每个元素取值要求为0到1之间的小数，例如(0.1, 0.2 ,0.5 ,0.3)。
RGB16进制字符串模式：长度为7的字符串#rrggbb，以#开头后面6位16进数字，每2位一组，对应R、G、B，例如#FFFFFF。
RGBA16进制字符串模式：长度为9的字符串#rrggbbaa，以#开头后面8位16进数字，每2位一组，对应R、G、B、A，例如#FFFFFFFF。
16进制字符串简写模式： RGB16进制字符串模式或RGBA16进制字符串模式的简写模式，每组数字如果2个数字相同可简写为1个，例如#FFFFFF可简写为#FFF。
灰度小数字符串模式：小数字符串，表示灰度，小数取值范围为0到1，例如'0.5'。
基础颜色字符：长度为1的字符串，取值范围为{'b', 'g', 'r', 'c', 'm', 'y', 'k', 'w'}对应RGB模型、CMYK模型的基础色和白色。
X11/CSS4 ("html")模式的色彩名称：字符串，比如"blue"。
xkcd色彩名称：以xkcd:开头的字符串，对应xkcd社区定义的色彩映射，例如'xkcd:sky blue'。
默认色彩循环，Cn彩色定义：由字符串C和1个非负整数构成，数字为默认色彩循环rcParams["axes.prop_cycle"]的索引，
rcParams["axes.prop_cycle"] (default: cycler('color', ['#1f77b4', '#ff7f0e', '#2ca02c', '#d62728', '#9467bd', '#8c564b', '#e377c2', '#7f7f7f', '#bcbd22', '#17becf']))，数字超过9，对应的颜色索引为数字个位数索引，例如C101和C1的取值相同。注意C必须为大写。 matplotlib大部分绘图函数、方法的颜色属性指向默认色彩循环，这也是为什么默认图表的颜色经常为蓝色的原因。
Tableau色彩定义：以tab:开头的字符串，取值范围为：{'tab:blue', 'tab:orange', 'tab:green', 'tab:red', 'tab:purple', 'tab:brown', 'tab:pink', 'tab:gray', 'tab:olive', 'tab:cyan'}，对应默认的色彩循环，例如'tab:blue'等于C0。色彩取自Tableau的tab10调色盘。

案例：演示11种色彩格式

import matplotlib.pyplot as pltcolor_list = [(0.1, 0.1, 0.1), (0.1, 0.1, 0.1, 0.5), '#FFFF00','#FFFF00FF', '#F0F', '0.5', 'r', 'blue', 'C0', 'xkcd:blue', 'tab:blue']
for i, j in enumerate(color_list):plt.plot([i, i], c=j)plt.annotate(repr(j), (0, i+0.1))
plt.show()

`matplotlib`默认色彩映射（colormap）

从上面的色彩格式可知，色彩的表现形式主要有两种：

数字（包括小数和数字字符串）：16进制字符串模式可以快捷的转换为小数元组。
色彩名称字符串：色彩名称和色彩数字之间存在映射关系，我们称之为色彩映射（colormap）。

matplotlib._color_data模块定义了4种色彩映射，根据颜色映射可知，最终各种色彩名称字符串都会统一转换为数字表示，因此各种不同色彩取值才可能统一。

官方案例https://matplotlib.org/gallery/color/named_colors.html演示了4中默认色彩映射对应的颜色。

默认的4种色彩映射如下：

基本色彩：

BASE_COLORS = {'b': (0, 0, 1),        # blue'g': (0, 0.5, 0),      # green'r': (1, 0, 0),        # red'c': (0, 0.75, 0.75),  # cyan'm': (0.75, 0, 0.75),  # magenta'y': (0.75, 0.75, 0),  # yellow'k': (0, 0, 0),        # black'w': (1, 1, 1),        # white
}

Tableau色彩：

TABLEAU_COLORS = (('blue', '#1f77b4'),('orange', '#ff7f0e'),('green', '#2ca02c'),('red', '#d62728'),('purple', '#9467bd'),('brown', '#8c564b'),('pink', '#e377c2'),('gray', '#7f7f7f'),('olive', '#bcbd22'),('cyan', '#17becf'),
)# Normalize name to "tab:<name>" to avoid name collisions.
TABLEAU_COLORS = OrderedDict(('tab:' + name, value) for name, value in TABLEAU_COLORS)

XKCD色彩：

XKCD_COLORS = {'cloudy blue': '#acc2d9','dark pastel green': '#56ae57','dust': '#b2996e','electric lime': '#a8ff04','fresh green': '#69d84f','light eggplant': '#894585',......}
# Normalize name to "xkcd:<name>" to avoid name collisions.
XKCD_COLORS = {'xkcd:' + name: value for name, value in XKCD_COLORS.items()}

CSS色彩：

CSS4_COLORS = {'aliceblue':            '#F0F8FF','antiquewhite':         '#FAEBD7','aqua':                 '#00FFFF','aquamarine':           '#7FFFD4','azure':                '#F0FFFF',......}