Matplotlib verankerte Objekte

Einführung

In diesem Lab lernst du, wie du in Matplotlib verankerte Objekte verwenden kannst. Verankerte Objekte werden verwendet, um Hilfsobjekte zu einem Graphen hinzuzufügen. Diese Objekte können verwendet werden, um Anmerkungen, Maßstäbe und Legenden zu einem Graphen hinzuzufügen.

Tipps für die VM

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

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

Wenn du bei der Lernphase Probleme hast, kannst du Labby gerne fragen. Gib nach der Sitzung Feedback, und wir werden das Problem für dich prompt beheben.

Bibliotheken importieren

Der erste Schritt besteht darin, die erforderlichen Bibliotheken zu importieren. Für dieses Lab werden wir Matplotlib verwenden.

from matplotlib import pyplot as plt
from matplotlib.lines import Line2D
from matplotlib.offsetbox import (AnchoredOffsetbox, AuxTransformBox,
                                  DrawingArea, TextArea, VPacker)
from matplotlib.patches import Circle, Ellipse

Erstellen einer Figur

Der nächste Schritt besteht darin, eine Figur zu erstellen. Wir werden eine einfache Figur mit einem einzigen Teilgraphen erstellen.

fig, ax = plt.subplots()
ax.set_aspect(1)

Füge verankerten Text hinzu

In diesem Schritt werden wir einen Textrahmen hinzufügen, der an der oberen linken Ecke der Figur befestigt ist.

def draw_text(ax):
    """Zeichnet einen Textrahmen, der an der oberen linken Ecke der Figur befestigt ist."""
    box = AnchoredOffsetbox(child=TextArea("Figure 1a"),
                            loc="upper left", frameon=True)
    box.patch.set_boxstyle("round,pad=0.,rounding_size=0.2")
    ax.add_artist(box)

draw_text(ax)

Füge verankerte Kreise hinzu

In diesem Schritt werden wir zwei Kreise zum Graphen hinzufügen, indem wir verankerte Objekte verwenden.

def draw_circles(ax):
    """Zeichnet Kreise in Koordinaten der Achsen."""
    area = DrawingArea(width=40, height=20)
    area.add_artist(Circle((10, 10), 10, fc="tab:blue"))
    area.add_artist(Circle((30, 10), 5, fc="tab:red"))
    box = AnchoredOffsetbox(
        child=area, loc="upper right", pad=0, frameon=False)
    ax.add_artist(box)

draw_circles(ax)

Füge verankertes Ellips hinzu

In diesem Schritt werden wir eine Ellipse zum Graphen hinzufügen, indem wir verankerte Objekte verwenden.

def draw_ellipse(ax):
    """Zeichnet eine Ellipse mit Breite = 0,1 und Höhe = 0,15 in Datenkoordinaten."""
    aux_tr_box = AuxTransformBox(ax.transData)
    aux_tr_box.add_artist(Ellipse((0, 0), width=0.1, height=0.15))
    box = AnchoredOffsetbox(child=aux_tr_box, loc="lower left", frameon=True)
    ax.add_artist(box)

draw_ellipse(ax)

Füge Maßstab hinzu

In diesem Schritt werden wir einen Maßstab zum Graphen hinzufügen, indem wir verankerte Objekte verwenden.

def draw_sizebar(ax):
    """
    Zeichnet eine horizontale Linie mit einer Länge von 0,1 in Datenkoordinaten,
    mit einem festen, mittig ausgerichteten Label darunter.
    """
    size = 0.1
    text = r"1$^{\prime}$"
    sizebar = AuxTransformBox(ax.transData)
    sizebar.add_artist(Line2D([0, size], [0, 0], color="black"))
    text = TextArea(text)
    packer = VPacker(
        children=[sizebar, text], align="center", sep=5)  ## Abstand in Punkten.
    ax.add_artist(AnchoredOffsetbox(
        child=packer, loc="lower center", frameon=False,
        pad=0.1, borderpad=0.5))  ## Paddings relativ zur Legenden-Schriftgröße.

draw_sizebar(ax)

Zeige den Graphen an

Der letzte Schritt ist es, den Graphen anzuzeigen.

plt.show()

Zusammenfassung

In diesem Lab haben Sie gelernt, wie Sie in Matplotlib verankerte Objekte verwenden. Sie haben gelernt, wie Sie mithilfe von verankerten Objekten Text, Kreise, Ellipsen und Maßstäbe zu einem Graphen hinzufügen. Verankerte Objekte sind ein leistungsstarkes Werkzeug, mit dem Anmerkungen und Legenden zu einem Graphen hinzugefügt werden können.