Por lo general, no uso gráficos en 3D e investigué mucho para responder a su pregunta. Aquí hayun gran enfoque que encontré. Creé una nueva clase Arrow 3D y la implementé. En su código, agregué la clase y agregué flechas a los ejes x, y y z. Cambié manualmente sus posiciones para alinearlos en los ejes.

 import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D from mpl_toolkits.mplot3d.proj3d import proj_transform from matplotlib.patches import FancyArrowPatch from mpl_toolkits.mplot3d import proj3d class Arrow3D(FancyArrowPatch): def __init__(self, x, y, z, dx, dy, dz, *args, **kwargs): super().__init__((0, 0), (0, 0), *args, **kwargs) self._xyz = (x, y, z) self._dxdydz = (dx, dy, dz) def draw(self, renderer): x1, y1, z1 = self._xyz dx, dy, dz = self._dxdydz x2, y2, z2 = (x1 + dx, y1 + dy, z1 + dz) xs, ys, zs = proj_transform((x1, x2), (y1, y2), (z1, z2), self.axes.M) self.set_positions((xs[0], ys[0]), (xs[1], ys[1])) super().draw(renderer) def _arrow3D(ax, x, y, z, dx, dy, dz, *args, **kwargs): '''Add an 3d arrow to an `Axes3D` instance.''' arrow = Arrow3D(x, y, z, dx, dy, dz, *args, **kwargs) ax.add_artist(arrow) setattr(Axes3D, 'arrow3D', _arrow3D) fig = plt.figure(figsize=(8,8)) ax = fig.add_subplot(111, projection='3d') # generate sample points and straight line z = np.repeat(0, 100) x = np.repeat(1.0, 100) y = np.linspace(start=3.0, stop=6.0, num=100) ax.plot(x, y, z, c='red') # draw straight line ax.view_init(45, -150) # angle to show # set axes limits and labels ax.set_xlabel(r"$x$"); ax.set_ylabel(r"$y$"); ax.set_zlabel(r"$z$") ax.set_xlim(0,1.1) ;ax.set_ylim(6,3) ;ax.set_zlim(0,1.75) # Remove tick marks ax.set_xticks([0,0.25,0.5,0.75,1]) ax.set_xticklabels(['0','1','2','4','T']) ax.set_yticks([6.0,5.5,5,4.5,4.0,3.5,3]) ax.set_yticklabels(["","","","","","",""]) ax.set_zticks([1.75,1.25,0.75,0.25]) ax.set_zticklabels(['','','','']) # change background colour to white ax.w_xaxis.set_pane_color((1.0, 1.0, 1.0, 1.0)) xlim = plt.gca().get_xlim() ylim = plt.gca().get_ylim() zlim = plt.gca().get_zlim() # print(xlim,ylim,zlim) # (0.0, 1.1) (6.0, 3.0) (0.0, 1.75) ax.arrow3D(-0.03, ylim[0]+0.06, 0, xlim[1]+0.05, 0, 0, mutation_scale=20, arrowstyle='<|-|>',fc='k') # x axis ax.arrow3D(-0.03, ylim[1], 0, 0, ylim[1]+0.1, 0, mutation_scale=20, arrowstyle='<|-|>', fc='k') # y axis ax.arrow3D(-0.05, ylim[1], 0, 0, 0, zlim[1]+0.1, mutation_scale=20, arrowstyle='<|-|>', fc='k') # z axis ax.text2D(0.05, 0.65,r'$\mathcal{Z}$', fontsize=18, ha='center', transform=ax.transAxes) ax.text2D(0.60, -0.03,r'$\mathcal{Y}$', fontsize=18, ha='center', transform=ax.transAxes) ax.text2D(0.95, 0.40,r'$\mathcal{X}$', fontsize=18, ha='center', transform=ax.transAxes) plt.tick_params(axis='both', color='white') #plt.savefig("sample.png", type="png",dbi=400) # save image # plt.tight_layout() plt.show()

Una pequeña solución para que esto suceda:

 import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D # copied from your code fig = plt.Figure() ax = plt.subplot(111, projection='3d') z = np.repeat(0, 100) x = np.repeat(1.0, 100) y = np.linspace(start=3.0, stop=6.0, num=100) ax.plot(x, y, z, c='red') # draw straight line ax.view_init(45, -150) # angle to show ax.set_xlim(0,1.1) ax.set_ylim(6,3) ax.set_zlim(0,1.75) # my code starts here xmin, xmax = ax.get_xlim() ymin, ymax = ax.get_ylim() zmin, zmax = ax.get_zlim() ax.quiver3D(xmin, ymin, zmin, (xmax-xmin), 0, 0, length=1, arrow_length_ratio=0.1, colors='k', linewidth=3) ax.quiver3D(xmin, ymin, zmin, 0, (ymax-ymin), 0, length=1, arrow_length_ratio=0.1, colors='b', linewidth=3) ax.quiver3D(xmin, ymax, zmin, 0, (ymin-ymax), 0, length=1, arrow_length_ratio=0.1, colors='b', linewidth=3) ax.quiver3D(xmin, ymax, zmin, 0, 0, (zmax-zmin), length=1, arrow_length_ratio=0.1, colors='k', linewidth=3) ax.quiver3D(xmax, ymin, zmin, 0, (ymax-ymin), 0, length=1, arrow_length_ratio=0, colors='k', linewidth=1, alpha=0.5) ax.quiver3D(xmin, ymax, zmin, (xmax-xmin), 0, 0, length=1, arrow_length_ratio=0, colors='k', linewidth=1, alpha=0.5) ax.quiver3D(xmax, ymax, zmin, 0, 0, (zmax-zmin), length=1, arrow_length_ratio=0, colors='k', linewidth=1, alpha=0.5) ax.set_xlim(xmin, xmax) ax.set_ylim(ymin, ymax) ax.set_zlim(zmin, zmax) ax.set_xticks([xmax]) ax.set_yticks([ymin]) ax.set_zticks([zmax]) ax.set_xticklabels([r'$\mathcal{X}$']) ax.set_yticklabels([r'$\mathcal{Y}$']) ax.set_zticklabels([r'$\mathcal{Z}$']) ax.grid(None) for axis in [ax.w_xaxis, ax.w_yaxis, ax.w_zaxis]: axis.line.set_linewidth(0.01) ax.tick_params(axis='x', colors='w', pad=-5, labelcolor='k', tick1On=False, tick2On=False) ax.tick_params(axis='y', colors='w', pad=-5, labelcolor='k', tick1On=False, tick2On=False) ax.tick_params(axis='z', colors='w', pad=-5, labelcolor='k', tick1On=False, tick2On=False)

La salida es:

Intentaré resumir el código en puntos:

• Las etiquetas xyz se pueden configurar por separado usando el estándar ax.set_xlabel('x-axis') y así sucesivamente.
• El código anterior también funcionará para subparcelas. Por ejemplo, si tiene ax = plt.subplot(121, projection='3d') en lugar de una posición fija 111 .
• Por supuesto, el color del eje y se puede cambiar a negro. Deliberadamente puse azul para que puedas encontrarlo en el código más fácilmente.

Si algo no está claro, deja un comentario, intentaré explicarte más.