Matplotlib Span Selector: 詳細な範囲選択

はじめに

この実験では、Matplotlib Span Selector を使用して軸上の範囲を選択し、選択された範囲の詳細なビューを別の軸にプロットする方法を学びます。

VM のヒント

VM の起動が完了したら、左上隅をクリックして ノートブック タブに切り替え、Jupyter Notebook を使用して練習します。

場合によっては、Jupyter Notebook が読み込み完了するまで数秒待つ必要があります。Jupyter Notebook の制限により、操作の検証は自動化できません。

学習中に問題が発生した場合は、Labby にお問い合わせください。セッション後にフィードバックを提供してください。すぐに問題を解決いたします。

必要なライブラリをインポートする

まず、必要なライブラリ - numpy と matplotlib をインポートする必要があります。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

サンプルデータを作成する

ここでは、numpy を使ってプロットするためのサンプルデータを作成します。

## Fixing random state for reproducibility
np.random.seed(19680801)

x = np.arange(0.0, 5.0, 0.01)
y = np.sin(2 * np.pi * x) + 0.5 * np.random.randn(len(x))

グラフとサブプロットを作成する

ここでは、matplotlib を使って 2 つのサブプロット付きのグラフを作成します。

fig, (ax1, ax2) = plt.subplots(2, figsize=(8, 6))

最初のサブプロットにデータをプロットする

最初のサブプロットにサンプルデータをプロットします。

ax1.plot(x, y)
ax1.set_ylim(-2, 2)
ax1.set_title('Press left mouse button and drag '
              'to select a region in the top graph')

コールバック関数を定義する

Span Selector を使用して範囲が選択されたときに呼び出されるコールバック関数を定義します。

def onselect(xmin, xmax):
    indmin, indmax = np.searchsorted(x, (xmin, xmax))
    indmax = min(len(x) - 1, indmax)

    region_x = x[indmin:indmax]
    region_y = y[indmin:indmax]

    if len(region_x) >= 2:
        line2.set_data(region_x, region_y)
        ax2.set_xlim(region_x[0], region_x[-1])
        ax2.set_ylim(region_y.min(), region_y.max())
        fig.canvas.draw_idle()

Span Selector を作成する

matplotlib.widgets.SpanSelector を使用して Span Selector オブジェクトを作成します。

span = SpanSelector(
    ax1,
    onselect,
    "horizontal",
    useblit=True,
    props=dict(alpha=0.5, facecolor="tab:blue"),
    interactive=True,
    drag_from_anywhere=True
)

2 番目のサブプロットにデータをプロットする

選択された範囲の詳細なビューを 2 番目のサブプロットにプロットします。

line2, = ax2.plot([], [])

グラフを表示する

ここでは、matplotlib.pyplot.show() を使用してグラフを表示します。

plt.show()

まとめ

この実験では、Matplotlib の Span Selector を使用して軸上の範囲を選択し、選択された範囲の詳細なビューを別の軸にプロットする方法を学びました。また、Span Selector オブジェクトを作成し、選択された範囲を処理するためのコールバック関数を定義する方法も学びました。