Matplotlib ImageGrid | 데이터 시각화 튜토리얼 (Tutorial)

소개

이 튜토리얼에서는 Matplotlib 의 ImageGrid 를 사용하여 x 축과 y 축을 공유하는 이미지 그리드를 만드는 방법을 보여줍니다. 튜토리얼은 두 가지 데모를 다룹니다.

데모 1 은 각 축에 컬러바 (colorbar) 를 추가하는 방법을 보여줍니다.
데모 2 는 공유 컬러바를 추가하는 방법을 보여줍니다.

VM 팁

VM 시작이 완료되면, 왼쪽 상단 모서리를 클릭하여 Notebook 탭으로 전환하여 실습을 위해 Jupyter Notebook에 접근하십시오.

때로는 Jupyter Notebook 이 로딩을 완료하는 데 몇 초 정도 기다려야 할 수 있습니다. Jupyter Notebook 의 제한 사항으로 인해 작업의 유효성 검사는 자동화될 수 없습니다.

학습 중 문제가 발생하면 언제든지 Labby 에게 문의하십시오. 세션 후 피드백을 제공해주시면 문제를 신속하게 해결해 드리겠습니다.

필요한 라이브러리 임포트

이미지 그리드를 생성하기 위해 Matplotlib 의 ImageGrid 를 사용합니다. 또한 샘플 데이터를 생성하기 위해 numpy 를 사용하고, 샘플 데이터 세트에 접근하기 위해 cbook 을 사용합니다.

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from matplotlib import cbook
from mpl_toolkits.axes_grid1 import ImageGrid

축에 내부 제목을 추가하는 함수 정의

add_inner_title 함수는 이미지에 제목을 추가하는 데 사용됩니다.

def add_inner_title(ax, title, loc, **kwargs):
    from matplotlib.offsetbox import AnchoredText
    from matplotlib.patheffects import withStroke
    prop = dict(path_effects=[withStroke(foreground='w', linewidth=3)],
                size=plt.rcParams['legend.fontsize'])
    at = AnchoredText(title, loc=loc, prop=prop,
                      pad=0., borderpad=0.5,
                      frameon=False, **kwargs)
    ax.add_artist(at)
    return at

샘플 데이터 준비

cbook 의 get_sample_data 함수를 사용하여 샘플 데이터를 얻습니다. 그런 다음 그리드에 표시할 이미지를 준비합니다.

Z = cbook.get_sample_data("axes_grid/bivariate_normal.npy")
extent = (-3, 4, -4, 3)
ZS = [Z[i::3, :] for i in range(3)]
extent = extent[0], extent[1]/3., extent[2], extent[3]

데모 1 - 각 축에 컬러바 (Colorbar)

다음 코드를 사용하여 각 축에 컬러바가 있는 3 개의 이미지 그리드를 생성합니다.

grid = ImageGrid(
    fig, 211, nrows_ncols=(1, 3), axes_pad=0.05, label_mode="1", share_all=True,
    cbar_location="top", cbar_mode="each", cbar_size="7%", cbar_pad="1%")
grid[0].set(xticks=[-2, 0], yticks=[-2, 0, 2])

for i, (ax, z) in enumerate(zip(grid, ZS)):
    im = ax.imshow(z, origin="lower", extent=extent)
    cb = ax.cax.colorbar(im)
    ## Changing the colorbar ticks
    if i in [1, 2]:
        cb.set_ticks([-1, 0, 1])

for ax, im_title in zip(grid, ["Image 1", "Image 2", "Image 3"]):
    add_inner_title(ax, im_title, loc='lower left')

ImageGrid를 사용하여 3 개의 이미지 그리드를 생성합니다.
각 축에 컬러바를 추가하기 위해 cbar_mode를 "each"로 설정합니다.
모든 이미지에서 x 및 y 축을 공유하기 위해 share_all 매개변수를 True 로 설정합니다.
컬러바를 상단에 배치하기 위해 cbar_location 매개변수를 "top"으로 설정합니다.
첫 번째 이미지에 대한 xticks 및 yticks를 설정합니다.
각 이미지를 반복하고 imshow를 사용하여 이미지를 축에 추가합니다.
ax.cax.colorbar를 사용하여 각 축에 컬러바를 추가합니다.
두 번째 및 세 번째 이미지에 대한 컬러바 눈금을 설정합니다.
add_inner_title을 사용하여 각 이미지에 제목을 추가합니다.

데모 2 - 공유 컬러바 (Shared Colorbar)

다음 코드를 사용하여 공유 컬러바가 있는 3 개의 이미지 그리드를 생성합니다.

grid2 = ImageGrid(
    fig, 212, nrows_ncols=(1, 3), axes_pad=0.05, label_mode="1", share_all=True,
    cbar_location="right", cbar_mode="single", cbar_size="10%", cbar_pad=0.05)
grid2[0].set(xlabel="X", ylabel="Y", xticks=[-2, 0], yticks=[-2, 0, 2])

clim = (np.min(ZS), np.max(ZS))
for ax, z in zip(grid2, ZS):
    im = ax.imshow(z, clim=clim, origin="lower", extent=extent)

## With cbar_mode="single", cax attribute of all axes are identical.
ax.cax.colorbar(im)

for ax, im_title in zip(grid2, ["(a)", "(b)", "(c)"]):
    add_inner_title(ax, im_title, loc='upper left')

ImageGrid를 사용하여 3 개의 이미지 그리드를 생성합니다.
공유 컬러바를 추가하기 위해 cbar_mode를 "single"로 설정합니다.
모든 이미지에서 x 및 y 축을 공유하기 위해 share_all 매개변수를 True 로 설정합니다.
컬러바를 오른쪽에 배치하기 위해 cbar_location 매개변수를 "right"로 설정합니다.
첫 번째 이미지에 대한 xticks 및 yticks를 설정합니다.
각 이미지를 반복하고 imshow를 사용하여 이미지를 축에 추가합니다.
모든 이미지가 동일한 색상 스케일을 사용하도록 clim 매개변수를 설정합니다.
ax.cax.colorbar를 사용하여 축에 공유 컬러바를 추가합니다.
add_inner_title을 사용하여 각 이미지에 제목을 추가합니다.

플롯 (Plot) 표시

plt.show()를 사용하여 플롯을 표시합니다.

plt.show()

요약

이 튜토리얼에서는 Matplotlib 의 ImageGrid 를 사용하여 x 및 y 축을 공유하는 이미지 그리드를 만드는 방법을 시연했습니다. 두 가지 데모를 다루었습니다. 데모 1 에서는 각 축에 컬러바를 추가하는 방법을 보여주었고, 데모 2 에서는 공유 컬러바를 추가하는 방법을 보여주었습니다.

Matplotlib ImageGrid 데모: 축 공유

소개