Matplotlib (pylab) простые вещи 2
Задача: продолжить получать графику высокого качества не выходя из питона 🙂
?нструмент: Matplotlib
Это продолжение предыдущего поста. Сегодня мы рассмотрим, как отобразить два графика в одном окне, как это сделать в разных окнах, как добавить математические выражения в подписи к осям и в любое место графика, а также, как подписать какую-нибудь деталь на графике, которая вам особенно нравится.
Работа с несколькими окнами и осями в Matplotlib
? матлаб, и pyplot используют концепцию активного окна и активных осей. Все команды отрисовки чего бы то ни было применяются к именно к активным осям. Функция gca() возвращает активные оси (экземпляр класса matplotlib.axes.Axes), а gcf() возвращает активное окно (figure) (экземпляр класса matplotlib.figure.Figure). Ниже представлен скрипт для создания двух графиков на одном изображении:
import matplotlib.pyplot as plt
def f(t):
return np.exp(-t) * np.cos(2*np.pi*t)
t1 = np.arange(0.0, 5.0, 0.1)
t2 = np.arange(0.0, 5.0, 0.02)
plt.figure(1)
plt.subplot(211)
plt.plot(t1, f(t1), 'bo', t2, f(t2), 'k')
plt.subplot(212)
plt.plot(t2, np.cos(2*np.pi*t2), 'r--')
plt.show()
Команда figure() здесь не обязательна, поскольку figure(1) будет создано по умолчанию, также как и подокно (да, такое вот прекрасное слово 🙂 ) subplot(111) будет создано по умолчанию, если вы вручную не определили оси. Команда subplot() определяет на какое количество подокон будет разбито ваше окно, и в какое из них будет происходить ваш вывод. При этом в качестве аргументов она принимает количество строк (numrows), количество колонок (numcols) и номер подокна(fignum), который изменяется от 1 до numrows*numcols (subplot(numrows,numcols,fignum)). Если numrows*numcols < 10 то запятые ставить не обязательно, то есть subplot(211) и subplot(2,1,1) идентичны друг другу. Вы можете создать сколько угодно подокон и осей. Если вы хотите расположить оси (подокна) вручную, например не на прямоугольной сетке, а как-нибудь ёлочкой, используйте команду axes(), которая позволяет определить положение осей как axes([left, bottom, width, height]), где все значения изменяются от 0 до 1. Выглядеть это может так:
import matplotlib.pyplot as plt
def f(t):
return np.exp(-t) * np.cos(2*np.pi*t)
t1 = np.arange(0.0, 5.0, 0.1)
t2 = np.arange(0.0, 5.0, 0.02)
plt.figure(1)
plt.axes([0.55, 0.55, 0.4, 0.4])
plt.plot(t1, f(t1), 'bo', t2, f(t2), 'k')
plt.axes([0.3, 0.3, 0.4, 0.4])
plt.plot(t2, np.cos(2*np.pi*t2), 'r--')
plt.axes([0.05, 0.05, 0.4, 0.4])
plt.plot(t1, f(t1), 'bo', t2, f(t2), 'k')
plt.show()
Вы можете создать несколько окон, вызывая figure() с увеличивающимся номером окна. Конечно, каждое окно может содержать столько осей и подокон сколько вашей душе угодно.
plt.figure(1) # the first figure
plt.subplot(211) # the first subplot in the first figure
plt.plot([1,2,3])
plt.subplot(212) # the second subplot in the first figure
plt.plot([4,5,6])
plt.figure(2) # a second figure
plt.plot([4,5,6]) # creates a subplot(111) by default
plt.figure(1) # figure 1 current; subplot(212) still current
plt.subplot(211) # make subplot(211) in figure1 current
plt.title('Easy as 1,2,3') # subplot 211 title
plt.show()
Создаст два окна:
Вы можете очистить активное окно при помощи clf() , а активные оси при помощи cla().
Работа с текстом в matplotlib
Команду text() можно использовать для добавления текста в произвольном месте (по умолчанию координаты задаются в координатах активных осей), а команы xlabel(), ylabel() и title() служат соответственно для подписи оси абсцисс, оси ординат и всего графика. Для более полной информации смотрите Text introduction раздел на офсайте.
import matplotlib.pyplot as plt
mu, sigma = 100, 15
x = mu + sigma * np.random.randn(10000)
# the histogram of the data
n, bins, patches = plt.hist(x, 50, normed=1, facecolor='g', alpha=0.75)
plt.xlabel('Smarts')
plt.ylabel('Probability')
plt.title('Histogram of IQ')
plt.text(60, .025, r'$\mu=100,\ \sigma=15$')
plt.axis([40, 160, 0, 0.03])
plt.grid(True)
plt.show()
Все команды text() возвращают экземпляр matplotlib.text.Text. Точно также, как с линиями вы можете изменять свойства текста, передавая ключевые слова в текстовые функции или используя setp().
Так, чтобы сделать подпись к оси x красной и 14м размером шрифта, нужно написать:
Более подробно это описано в Text properties and layout
?спользование математических выражений в тексте
Matplotlib понимает формулы написанные в синтаксисе TeX и может вставлять их в любой текст. Например, для того, чтобы написать математическое выражение в заголовке, нужно окружить строку в формате TeX знаками доллара:
Символ r перед строкой важен, он означает, что последующее это чистая строка и не нужно обрабатывать обратный слеш и escape символы (подробнее об этом тут ). У matplotlib есть свой встроенный парсер TeX выражений и движок вывода, также он предоставляет собственные математические шрифты (более детально Writing mathematical expressions ). Таким образом вы можете использовать математические выражения на любой платформе без необходимости устанавливать TeX. О том как скрестить matplotlib с LaTeX можно почитать в разделе Text rendering With LaTeX.
Если мы добавим эти пару строчек в предыдущий пример с гистограммой:
plt.text(50, .033, r'$\varphi_{\mu,\sigma^2}(x) = \frac{1}{\sigma\sqrt{2\pi}} \,e^{ -\frac{(x- \mu)^2}{2\sigma^2}} = \frac{1}{\sigma} \varphi\left(\frac{x - \mu}{\sigma}\right),\quad x\in\mathbb{R}$', fontsize=20, color='red')
то получим такую вот красоту:
Текстовые подписи
?спользование команды text(), рассмотренной выше, помещает текст в произвольном месте графика. Часто текст используется для того, чтобы подписать какую-нибудь деталь на графике, и метод annotate() предоставляет вспомогательную функциональность для того, чтобы сделать подобное подписывание легче. Две основных вещи, которые вы должны предоставить этому методу — позицию той точки, которую вы будете подписывать (координаты x y) и позицию текста подписи. Чудесным образом между этими позициями будет проведена стрелочка, свойства которой вы тоже можете контролировать.
import matplotlib.pyplot as plt
ax = plt.subplot(111)
t = np.arange(0.0, 5.0, 0.01)
s = np.cos(2*np.pi*t)
line, = plt.plot(t, s, lw=2)
plt.annotate('local max', xy=(2, 1), xytext=(3, 1.5),
arrowprops=dict(facecolor='black', shrink=0.05),
)
plt.ylim(-2,2)
plt.show()
В этом простом примере позиции и xy (то куда направлена стрелка), и xytext (собственно подпись) задаются в координатах данных (активных осей). Можно выбрать и другие координатные системы, подробности в Annotating text
Про TeX не знал, спасибо за инфу. Кстати, TeX-овские формулы в pylab смотрятся симпатичнее, чем в mimeTex.
2Jenyay
Ну видишь, пишут что у них свои шрифты, наверное вкус у тебя и у создателей matplotlib в смысле матшрифтов совпадает )
Выковырять бы их рендер TeX-а и использовать вместо mimeTex 🙂
2Jenyay
?сходники на сайте ))
Я пока к такому подвигу не готов морально :))
2Jenyay
Да, конечно mimeTex шрифты выглядят по сравнению с matplotlib страшненько…
Насколько я понял с matplotlib идёт три шрифта
http://matplotlib.sourceforge.net/users/mathtext.html#mathtext-tutorial
плюс есть возможность подключать свои.
Может у mimeTex тоже такое есть?
Не, в mimeTex шрифты меяять так просто нельзя, они там, кажется, прошиты в исходнике.
Да, спасибо огромнейшее!!!
Передо мной стоял выбор: pyQwt или mathplotlib.
Благодаря статье однозначно выбираю последнее!
Вот только прочитал это же на оф сайте, а теперь нашел перевод 🙂
Есть одна проблема… Matplotlib не хочет отрисовывать русский текст. Очень хотелось бы найти способ её решения. В принципе, куда копать, понятно.
Чтобы питоновский скрипт не ругался на не ascii-символы, второй строкой после #!/usr/bin/python нужно указать кодировку, например, так:
# coding=utf-8
После этого matplotlib ругается на отсутствие в используемом шрифте нужных глифов. Значит, нужно как-то заставить его сменить шрифт. Задача решается редактированием файла matplotlibrc.
Здесь есть два варианта: сменить шрифт или возложить задачу отрисовки текста на LaTeX, причем последнему можно прописать преамбулу документа (например, \usepackage[english,russian]{babel}).
Так что понятно куда копать, ясно, но пока ничего не удается 🙁
У меня та же проблема, что и у Романа,
есть два варианта и оба не работают 🙁
Может кто решил? Роман?
Завелось, следующим образом:
from matplotlib import rc
rc(‘font’,**{‘family’:’sans-serif’,’sans-serif’:[‘Monospace’]})
rc(‘text’, usetex=True)
rc(‘text.latex’,unicode=True)
rc(‘text.latex’,preamble=’\usepackage[utf8]{inputenc}’)
rc(‘text.latex’,preamble=’\usepackage[russian]{babel}’)
Также поставил пакет texlive-latex-extra
Удачи!
2Alexey
Спасибо вам за решение, мировая общественность уже взяла его на вооружение тут http://sovety.blogspot.com/2009/04/cyrillic-letters-in-matplotlibpylab.html
Камрад! Дорогой мой человек!Дайте больше статей по matplotlib на русском языке! Массу интереснейшей информации почерпал из Ваших статей! Было бы неплохо объективно дать оценку пакету python(x,y) и в особенности его работе под Win.(Корректно запустился у меня только почему то на Win7).
Paul, что вы имеете в виду под python(x,y)?
Да и вообще оценку работе matplotlib уже давно поставило сообщество: «работает не хуже конкурентов».
А у microsoft семерка это первая ОС, которую можно назвать ОС ;), use ubuntu!
вот рабочий вариант под виндой
# -*- coding: utf-8 -*-
from matplotlib import rc
rc(‘font’,**{‘family’:’verdana’})
rc(‘text.latex’,unicode=True)
rc(‘text.latex’,preamble=’\usepackage[utf8]{inputenc}’)
rc(‘text.latex’,preamble=’\usepackage[russian]{babel}’)
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib import pyplot
def f(k=0.9):
plt.plot([t for t in range(0,7)],[round(100*k**t) for t in range(0,7)],label=u’коеффициент=%s’%k)
plt.plot([t for t in range(0,7)],[round(100*k**t) for t in range(0,7)],»o»)
f(0.9)
f(0.89)
f(0.88)
f(0.87)
pyplot.axis([-1, 7, 0, 110])
pyplot.xlabel(u»кол. препятствий»)
pyplot.ylabel(u»P, вероятность, %»)
pyplot.title(u»Вероятность попадания от количества препятствий!»)
plt.legend()
plt.grid()
plt.show()
По-моему, лучший вариант решения проблемы с отображением кириллических символов — это редактирование файла matplotlibrc, как, например, подробно описано здесь
http://pyviy.blogspot.com/2009/06/matplotlib.html
lunariusis, если я правильно понимаю, то в вашем случае latex отрисовывать не будет (не выставлен text.usetex = True), в результате чего все настройки латеха бессмыслены, но самое неприятное то, что кириллица то будет, а вот формулы — нет.
Не подскажите, как построить 3д поверхность plot_surface по данным из текстового файла? Формулы Z = f(X,Y) нет. Все данные в текстовом файле.
Вот тема на форуме с подробным описанием http://python.su/forum/viewtopic.php?id=7644
Не знаю, актуально ли еще.
Вывод русского текста в matplotlib работает без проблем, если:
1. Указана кодировка
# -*- coding: utf-8 -*-
2. Перед текстом стоит символ Юникода:
plt.title(u’Траектория цели «‘ conf[8] ‘» => «‘ conf[7] ‘»‘) # некий живой пример
Возникла проблема с отрисовкой графиков с помощью matplotlib — подпись оси абсцисс «вылезает» за пределы сохраняемого (и отображаемого) рисунков. Как побороть это явление?
?ли как отрегулировать «размеры» (сжатие-расширение по горизонтали/вертикали) графика?
Начиная с версии 1.1 в Matplotlib есть функция автоматического выравнивания рисунка по размеру:
plt.tight_layout()
Подробнее тут:
http://matplotlib.sourceforge.net/api/figure_api.html?highlight=tight_layout#matplotlib.figure.Figure.tight_layout
Подскажите, как задать фиксированную координатную сетку. Например, я хочу, чтобы было несколько графиков, но оси не должны адаптироваться под них. То есть вывод должен быть всегда таким по у от 0 до 100, и по х 0 от 100, например.
Например, так:
pylab.xlim (0, 100)
pylab.ylim (0, 100)
Не заработало ничего из вышеперечисленного на W7 python(x,y)
Результаты разные — от красивых квадратиков на месте заголовка, до падения matplot и питона. Matplotlibrc на винде поддерживается криво.
Моё решение оказалось
plt.title(u»I speak Русский»,{‘fontname’:’Arial’,’fontsize’:16})
Оставляю тут если кто будет искать 🙂
valenock, большое спасибо, помог только ваш вариант!
theabsurd, так вот в чем дело((у меня ничего из этого не работает,в python3 русский текст без латеха и так прекрасно получается, никаких настроек дополнительных не нужно.
Python 3.3, Matplotlib 1.3.0 под Windows8 WinPython
В Ipython notebook и консоли русские буквы отображаются легко:
plt.xlabel(‘Ось абсцисс’,{‘fontname’:’Arial’})
Но если запускаю это в скрипте, то вылезает абракадабра!!! Помогите, люди!!!
Попробуйте вот так:
plt.xlabel(u?Ось абсцисс’,{?fontname’:’Arial’})
Спасибо!
Работает «на ура» такой код:
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib as mpl
plt.xlabel(‘Ось абсцисс’)
У меня проблема с запуском F5 в среде Spyder. Там некорректно устанавливаются настройки, похоже. Если выполнять код в консоли последовательно, то русские буквы отображаются корректно! ? если запустить только выбранный блок кода — тоже всё корректно. Вообще с настройками начальных параметров в Spyder как-то плохо. =(
В python 2.7.1:
import matplotlib as mpl
import matplotlib.pyplot as plt
# устанавливаем стиль fantasy по умолчанию
mpl.rcParams[‘font.family’] = ‘fantasy’
# устанавливаем в стиль fantasy шрифт, который отображает кириллицу, например, Arial
mpl.rcParams[‘font.fantasy’] = ‘Arial’
plt.title(u’Этот русский текст будет отображен корректно! ? даже Ё!’)
#!/usr/bin/env python
#coding=utf-8
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib import rcParams
fontname = ‘Arial’
rcParams[‘font.sans-serif’] = [fontname]
plt.title(u’Этот русский текст будет отображен корректно! ? даже Ё!’)
plt.show()
______________________________________________________________
Вот полностью функц. пример.
Приведённый выше (в коммент.) тоже правильный, но без указания кодировки utf-8
апостроф ` не распознаётся.
«подогнанный» пример 2:
______________________________________________________________
#!/usr/bin/env python
#coding=utf-8
import matplotlib as mpl
import matplotlib.pyplot as plt
mpl.rcParams[‘font.family’] = ‘fantasy’
mpl.rcParams[‘font.fantasy’] = ‘Arial’
plt.title(u’Этот русский текст будет отображен корректно! ? даже Ё!’)
plt.show()