単位付きアーティストの作成

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はじめに

この実験では、Matplotlib でユニット付きのアーティストを作成する方法を学びます。線、テキスト、パッチなど、さまざまな種類のアーティストを作成し、プロットに追加します。また、x 軸と y 軸のユニットを設定し、ユニットをスカラーに変換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 を使って練習します。

場合によっては、Jupyter Notebook が読み込み終わるまで数秒待つ必要があります。Jupyter Notebook の制限により、操作の検証を自動化することはできません。

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。


Skills Graph

%%%%{init: {'theme':'neutral'}}%%%% flowchart RL python(("Python")) -.-> python/ModulesandPackagesGroup(["Modules and Packages"]) python(("Python")) -.-> python/DataScienceandMachineLearningGroup(["Data Science and Machine Learning"]) matplotlib(("Matplotlib")) -.-> matplotlib/BasicConceptsGroup(["Basic Concepts"]) python(("Python")) -.-> python/DataStructuresGroup(["Data Structures"]) matplotlib/BasicConceptsGroup -.-> matplotlib/importing_matplotlib("Importing Matplotlib") matplotlib/BasicConceptsGroup -.-> matplotlib/figures_axes("Understanding Figures and Axes") python/DataStructuresGroup -.-> python/lists("Lists") python/DataStructuresGroup -.-> python/tuples("Tuples") python/ModulesandPackagesGroup -.-> python/importing_modules("Importing Modules") python/ModulesandPackagesGroup -.-> python/standard_libraries("Common Standard Libraries") python/DataScienceandMachineLearningGroup -.-> python/numerical_computing("Numerical Computing") python/DataScienceandMachineLearningGroup -.-> python/data_visualization("Data Visualization") subgraph Lab Skills matplotlib/importing_matplotlib -.-> lab-48555{{"単位付きアーティストの作成"}} matplotlib/figures_axes -.-> lab-48555{{"単位付きアーティストの作成"}} python/lists -.-> lab-48555{{"単位付きアーティストの作成"}} python/tuples -.-> lab-48555{{"単位付きアーティストの作成"}} python/importing_modules -.-> lab-48555{{"単位付きアーティストの作成"}} python/standard_libraries -.-> lab-48555{{"単位付きアーティストの作成"}} python/numerical_computing -.-> lab-48555{{"単位付きアーティストの作成"}} python/data_visualization -.-> lab-48555{{"単位付きアーティストの作成"}} end

ライブラリのインポート

まず、必要なライブラリをインポートする必要があります。グラフを作成するために matplotlib.pyplot を、ランダムなデータを生成するために numpy を、さまざまな種類のアーティストを作成するために matplotlib.collectionsmatplotlib.linesmatplotlib.patches、および matplotlib.text を使用します。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import matplotlib.collections as collections
import matplotlib.lines as lines
import matplotlib.patches as patches
import matplotlib.text as text

グラフと軸の作成

次に、グラフと軸のオブジェクトを作成する必要があります。グラフオブジェクトは、すべてのプロット要素の最上位コンテナであり、軸オブジェクトはプロットの x 軸と y 軸を表します。

fig, ax = plt.subplots()

軸のユニットの設定

x 軸と y 軸にユニットを使用するには、set_units メソッドを使用して各軸のユニットを設定する必要があります。この例では、センチメートルをユニットとして使用します。

ax.xaxis.set_units('cm')
ax.yaxis.set_units('cm')

ランダムなデータの生成

線のアーティストを作成するには、いくつかのランダムなデータを生成する必要があります。線のための x 座標と y 座標の 2 セットを生成するために numpy.random を使用します。

x = np.array([0, 1.5])
y = np.array([0, 2.5])

線のアーティストを作成する

ここで、matplotlib.linesLine2D クラスを使用して線のアーティストを作成できます。引数として x 座標と y 座標、線の太さ、色、および軸オブジェクトを指定できます。

line = lines.Line2D(x, y, lw=2, color='black', axes=ax)

プロットにアーティストを追加する

線のアーティストをプロットに追加するには、軸オブジェクトの add_line メソッドを呼び出し、引数として線のアーティストを渡す必要があります。

ax.add_line(line)

テキスト アーティストを作成する

次に、matplotlib.textText クラスを使用してテキスト アーティストを作成します。引数として x 座標と y 座標、テキスト ラベル、水平および垂直の配置、および軸オブジェクトを指定できます。

t = text.Text(3, 2.5, 'text label', ha='left', va='bottom', axes=ax)

プロットにアーティストを追加する

テキスト アーティストをプロットに追加するには、軸オブジェクトの add_artist メソッドを呼び出し、引数としてテキスト アーティストを渡す必要があります。

ax.add_artist(t)

プロットの範囲を設定する

プロットの範囲を設定するには、軸オブジェクトの set_xlim および set_ylim メソッドを呼び出し、各軸の最小値と最大値を渡す必要があります。

ax.set_xlim(-1, 10)
ax.set_ylim(-1, 10)

プロットを表示する

最後に、pyplotshow メソッドを使用してプロットを表示できます。

plt.show()

まとめ

この実験では、Matplotlib で単位付きのアーティストを作成する方法を学びました。x 軸と y 軸の単位を設定する方法、ランダムなデータを生成する方法、線とテキストのアーティストを作成してプロットに追加する方法を学びました。また、プロットの範囲を設定して表示する方法も学びました。