Das Erstellen eines Polygons in Matplotlib

Einführung

Matplotlib ist eine Python-Bibliothek, die zur Datenvisualisierung verwendet wird. In diesem Lab verwenden wir Matplotlib, um programmgesteuert oder interaktiv ein Polygon zu erstellen. Das Polygon kann verwendet werden, um einen interessanten Bereich hervorzuheben oder einen bestimmten Bereich eines Diagramms auszublenden.

Tipps für die VM

Nachdem der VM-Start abgeschlossen ist, klicken Sie in der oberen linken Ecke, um zur Registerkarte Notebook zu wechseln und Jupyter Notebook für die Übung zu öffnen.

Manchmal müssen Sie einige Sekunden warten, bis Jupyter Notebook vollständig geladen ist. Die Validierung von Vorgängen kann aufgrund von Einschränkungen in Jupyter Notebook nicht automatisiert werden.

Wenn Sie während des Lernens Probleme haben, können Sie Labby gerne fragen. Geben Sie nach der Sitzung Feedback, und wir werden das Problem für Sie prompt beheben.

Importieren der erforderlichen Bibliotheken

Bevor wir mit Matplotlib arbeiten, müssen wir die erforderlichen Bibliotheken importieren. In diesem Lab werden wir matplotlib.pyplot und matplotlib.widgets verwenden.

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.widgets import PolygonSelector

Programmgesteuertes Erstellen eines Polygons

Um ein Polygon programmgesteuert zu erstellen, müssen wir ein Figure-Objekt und ein Axes-Objekt erstellen. Anschließend können wir ein PolygonSelector-Objekt erstellen und ihm Eckpunkte hinzufügen. Schließlich können wir das Polygon auf den Axes plotten.

fig, ax = plt.subplots()
selector = PolygonSelector(ax, lambda *args: None)

## Fügen Sie drei Eckpunkte hinzu
selector.verts = [(0.1, 0.4), (0.5, 0.9), (0.3, 0.2)]

## Plotten Sie das Polygon
ax.add_patch(plt.Polygon(selector.verts, alpha=0.3))
plt.show()

Interaktives Erstellen eines Polygons

Um ein Polygon interaktiv zu erstellen, müssen wir ein Figure-Objekt und ein Axes-Objekt erstellen. Anschließend können wir ein PolygonSelector-Objekt erstellen und ihm durch Klicken auf das Diagramm Eckpunkte hinzufügen. Wir können auch die Shift- und Ctrl-Tasten verwenden, um die Eckpunkte zu bewegen.

fig, ax = plt.subplots()
selector = PolygonSelector(ax, lambda *args: None)

print("Klicken Sie auf die Figur, um ein Polygon zu erstellen.")
print("Drücken Sie die 'Esc'-Taste, um ein neues Polygon zu starten.")
print("Versuchen Sie, die 'Shift'-Taste gedrückt zu halten, um alle Eckpunkte zu bewegen.")
print("Versuchen Sie, die 'Ctrl'-Taste gedrückt zu halten, um einen einzelnen Eckpunkt zu bewegen.")

plt.show()

Alles zusammenbringen

Schauen wir uns ein vollständiges Beispiel an, das sowohl das programmgesteuerte als auch das interaktive Erstellen eines Polygons umfasst.

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.widgets import PolygonSelector

## Erstellen Sie eine Figur und Achsen
fig, (ax1, ax2) = plt.subplots(ncols=2, figsize=(10, 5))

## Erstellen Sie ein PolygonSelector-Objekt und fügen Sie Eckpunkte hinzu
selector1 = PolygonSelector(ax1, lambda *args: None)
selector1.verts = [(0.1, 0.4), (0.5, 0.9), (0.3, 0.2)]

## Plotten Sie das Polygon
ax1.add_patch(plt.Polygon(selector1.verts, alpha=0.3))

## Erstellen Sie ein weiteres PolygonSelector-Objekt für die interaktive Erstellung
selector2 = PolygonSelector(ax2, lambda *args: None)

print("Klicken Sie auf die Figur, um ein Polygon zu erstellen.")
print("Drücken Sie die 'Esc'-Taste, um ein neues Polygon zu starten.")
print("Versuchen Sie, die 'Shift'-Taste gedrückt zu halten, um alle Eckpunkte zu bewegen.")
print("Versuchen Sie, die 'Ctrl'-Taste gedrückt zu halten, um einen einzelnen Eckpunkt zu bewegen.")

plt.show()

Zusammenfassung

In diesem Lab haben wir gelernt, wie man mit Matplotlib ein Polygon programmgesteuert und interaktiv erstellt. Wir haben auch gelernt, wie man Eckpunkte zu einem PolygonSelector-Objekt hinzufügt und das resultierende Polygon auf einer Axes plotten kann. Dieses Wissen kann nützlich sein, um Bereiche von Interesse hervorzuheben oder bestimmte Bereiche in einem Diagramm auszublenden.