Tutoriel sur le moteur de rendu mathématique de Matplotlib

Introduction

Ce laboratoire vous guidera dans la création d'une figure qui met en évidence les fonctionnalités sélectionnées du moteur de rendu mathématique de Matplotlib. La figure démontrera comment écrire des expressions mathématiques avec des exemples de sous-scripts, de sur-scripts, de fractions, de binômes, de nombres empilés, de radicaux, de polices, d'accents, de grec, d'hébreu, de délimiteurs, de fonctions et de symboles.

Conseils sur la VM

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Importation des bibliothèques

Dans cette étape, nous allons importer les bibliothèques requises pour ce laboratoire.

import matplotlib.pyplot as plt

Préparer les exemples de démonstration

Dans cette étape, nous allons préparer les exemples de démonstration d'expressions mathématiques que nous allons présenter dans la figure.

mathtext_demos = {
    "Header demo":
        r"$W^{3\beta}_{\delta_1 \rho_1 \sigma_2} = "
        r"U^{3\beta}_{\delta_1 \rho_1} + \frac{1}{8 \pi 2} "
        r"\int^{\alpha_2}_{\alpha_2} d \alpha^\prime_2 \left[\frac{ "
        r"U^{2\beta}_{\delta_1 \rho_1} - \alpha^\prime_2U^{1\beta}_"
        r"{\rho_1 \sigma_2} }{U^{0\beta}_{\rho_1 \sigma_2}}\right]$",

    "Subscripts and superscripts":
        r"$\alpha_i > \beta_i,\ "
        r"\alpha_{i+1}^j = {\rm sin}(2\pi f_j t_i) e^{-5 t_i/\tau},\ "
        r"\ldots$",

    "Fractions, binomials and stacked numbers":
        r"$\frac{3}{4},\ \binom{3}{4},\ \genfrac{}{}{0}{}{3}{4},\ "
        r"\left(\frac{5 - \frac{1}{x}}{4}\right),\ \ldots$",

    "Radicals":
        r"$\sqrt{2},\ \sqrt[3]{x},\ \ldots$",

    "Fonts":
        r"$\mathrm{Roman}\, \ \mathit{Italic}\, \ \mathtt{Typewriter} \ "
        r"\mathrm{or}\ \mathcal{CALLIGRAPHY}$",

    "Accents":
        r"$\acute a,\ \bar a,\ \breve a,\ \dot a,\ \ddot a, \ \grave a, \ "
        r"\hat a,\ \tilde a,\ \vec a,\ \widehat{xyz},\ \widetilde{xyz},\ "
        r"\ldots$",

    "Greek, Hebrew":
        r"$\alpha,\ \beta,\ \chi,\ \delta,\ \lambda,\ \mu,\ "
        r"\Delta,\ \Gamma,\ \Omega,\ \Phi,\ \Pi,\ \Upsilon,\ \nabla,\ "
        r"\aleph,\ \beth,\ \daleth,\ \gimel,\ \ldots$",

    "Delimiters, functions and Symbols":
        r"$\coprod,\ \int,\ \oint,\ \prod,\ \sum,\ "
        r"\log,\ \sin,\ \approx,\ \oplus,\ \star,\ \varpropto,\ "
        r"\infty,\ \partial,\ \Re,\ \leftrightsquigarrow, \ \ldots$",
}

Créer la figure et l'axe

Dans cette étape, nous allons créer la figure et l'axe pour les exemples d'expressions mathématiques.

## Creating figure and axis.
fig = plt.figure(figsize=(7, 7))
ax = fig.add_axes([0.01, 0.01, 0.98, 0.90],
                  facecolor="white", frameon=True)
ax.set_xlim(0, 1)
ax.set_ylim(0, 1)
ax.set_title("Matplotlib's math rendering engine",
             color=mpl_grey_rgb, fontsize=14, weight='bold')
ax.set_xticks([])
ax.set_yticks([])

Définir l'espacement entre les lignes

Dans cette étape, nous allons définir l'espace entre les lignes dans les coordonnées de l'axe.

n_lines = len(mathtext_demos)
line_axesfrac = 1 / n_lines

Tracer la formule de démonstration d'en-tête

Dans cette étape, nous allons tracer la formule de démonstration d'en-tête.

full_demo = mathtext_demos['Header demo']
ax.annotate(full_demo,
            xy=(0.5, 1. - 0.59 * line_axesfrac),
            color='tab:orange', ha='center', fontsize=20)

Tracer les formules de démonstration de fonctionnalités

Dans cette étape, nous allons tracer les formules de démonstration de fonctionnalités.

for i_line, (title, demo) in enumerate(mathtext_demos.items()):
    if i_line == 0:
        continue

    baseline = 1 - i_line * line_axesfrac
    baseline_next = baseline - line_axesfrac
    fill_color = ['white', 'tab:blue'][i_line % 2]
    ax.axhspan(baseline, baseline_next, color=fill_color, alpha=0.2)
    ax.annotate(f'{title}:',
                xy=(0.06, baseline - 0.3 * line_axesfrac),
                color=mpl_grey_rgb, weight='bold')
    ax.annotate(demo,
                xy=(0.04, baseline - 0.75 * line_axesfrac),
                color=mpl_grey_rgb, fontsize=16)

Afficher la figure

Dans cette étape, nous allons afficher la figure.

plt.show()

Sommaire

Ce laboratoire a démontré comment créer une figure qui met en évidence les fonctionnalités sélectionnées du moteur de rendu mathématique de Matplotlib. La figure a montré comment écrire des expressions mathématiques avec des exemples de sous-scripts, de sur-scripts, de fractions, de binômes, de nombres empilés, de radicaux, de polices, d'accents, de grec, d'hébreu, de délimiteurs, de fonctions et de symboles.

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