Introdução
Matplotlib é uma popular biblioteca de visualização de dados que oferece uma ampla gama de ferramentas para criar visualizações em Python. Uma das características interessantes do Matplotlib é a capacidade de adicionar um cursor de mira (crosshair cursor) a um gráfico. Neste laboratório, você aprenderá como adicionar um cursor de mira a um gráfico Matplotlib.
Dicas para a VM
Após a inicialização da VM, clique no canto superior esquerdo para mudar para a aba Notebook e acessar o Jupyter Notebook para praticar.
Às vezes, pode ser necessário aguardar alguns segundos para que o Jupyter Notebook termine de carregar. A validação das operações não pode ser automatizada devido a limitações no Jupyter Notebook.
Se você enfrentar problemas durante o aprendizado, sinta-se à vontade para perguntar ao Labby. Forneça feedback após a sessão, e resolveremos o problema prontamente para você.
Cursor Simples
O primeiro passo é adicionar um cursor simples a um gráfico Matplotlib. Este cursor exibirá os valores x e y da localização atual do mouse.
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from matplotlib.backend_bases import MouseEvent
class Cursor:
"""
A cross hair cursor.
"""
def __init__(self, ax):
self.ax = ax
self.horizontal_line = ax.axhline(color='k', lw=0.8, ls='--')
self.vertical_line = ax.axvline(color='k', lw=0.8, ls='--')
## text location in axes coordinates
self.text = ax.text(0.72, 0.9, '', transform=ax.transAxes)
def set_cross_hair_visible(self, visible):
need_redraw = self.horizontal_line.get_visible() != visible
self.horizontal_line.set_visible(visible)
self.vertical_line.set_visible(visible)
self.text.set_visible(visible)
return need_redraw
def on_mouse_move(self, event):
if not event.inaxes:
need_redraw = self.set_cross_hair_visible(False)
if need_redraw:
self.ax.figure.canvas.draw()
else:
self.set_cross_hair_visible(True)
x, y = event.xdata, event.ydata
## update the line positions
self.horizontal_line.set_ydata([y])
self.vertical_line.set_xdata([x])
self.text.set_text(f'x={x:1.2f}, y={y:1.2f}')
self.ax.figure.canvas.draw()
x = np.arange(0, 1, 0.01)
y = np.sin(2 * 2 * np.pi * x)
fig, ax = plt.subplots()
ax.set_title('Simple cursor')
ax.plot(x, y, 'o')
cursor = Cursor(ax)
fig.canvas.mpl_connect('motion_notify_event', cursor.on_mouse_move)
plt.show()
Cursor Mais Rápido usando Blitting
O cursor criado no passo anterior é um pouco lento porque redesenha a figura a cada movimento do mouse. Neste passo, criaremos um cursor que usa blitting para uma renderização mais rápida.
class BlittedCursor:
"""
A cross-hair cursor using blitting for faster redraw.
"""
def __init__(self, ax):
self.ax = ax
self.background = None
self.horizontal_line = ax.axhline(color='k', lw=0.8, ls='--')
self.vertical_line = ax.axvline(color='k', lw=0.8, ls='--')
## text location in axes coordinates
self.text = ax.text(0.72, 0.9, '', transform=ax.transAxes)
self._creating_background = False
ax.figure.canvas.mpl_connect('draw_event', self.on_draw)
def on_draw(self, event):
self.create_new_background()
def set_cross_hair_visible(self, visible):
need_redraw = self.horizontal_line.get_visible() != visible
self.horizontal_line.set_visible(visible)
self.vertical_line.set_visible(visible)
self.text.set_visible(visible)
return need_redraw
def create_new_background(self):
if self._creating_background:
## discard calls triggered from within this function
return
self._creating_background = True
self.set_cross_hair_visible(False)
self.ax.figure.canvas.draw()
self.background = self.ax.figure.canvas.copy_from_bbox(self.ax.bbox)
self.set_cross_hair_visible(True)
self._creating_background = False
def on_mouse_move(self, event):
if self.background is None:
self.create_new_background()
if not event.inaxes:
need_redraw = self.set_cross_hair_visible(False)
if need_redraw:
self.ax.figure.canvas.restore_region(self.background)
self.ax.figure.canvas.blit(self.ax.bbox)
else:
self.set_cross_hair_visible(True)
## update the line positions
x, y = event.xdata, event.ydata
self.horizontal_line.set_ydata([y])
self.vertical_line.set_xdata([x])
self.text.set_text(f'x={x:1.2f}, y={y:1.2f}')
self.ax.figure.canvas.restore_region(self.background)
self.ax.draw_artist(self.horizontal_line)
self.ax.draw_artist(self.vertical_line)
self.ax.draw_artist(self.text)
self.ax.figure.canvas.blit(self.ax.bbox)
x = np.arange(0, 1, 0.01)
y = np.sin(2 * 2 * np.pi * x)
fig, ax = plt.subplots()
ax.set_title('Blitted cursor')
ax.plot(x, y, 'o')
blitted_cursor = BlittedCursor(ax)
fig.canvas.mpl_connect('motion_notify_event', blitted_cursor.on_mouse_move)
plt.show()
Ajustando aos Pontos de Dados
O cursor criado no passo anterior ainda é um pouco lento porque atualiza a posição do cursor a cada movimento do mouse. Neste passo, criaremos um cursor que se ajusta aos pontos de dados de um objeto Line2D.
class SnappingCursor:
"""
A cross-hair cursor that snaps to the data point of a line, which is
closest to the *x* position of the cursor.
For simplicity, this assumes that *x* values of the data are sorted.
"""
def __init__(self, ax, line):
self.ax = ax
self.horizontal_line = ax.axhline(color='k', lw=0.8, ls='--')
self.vertical_line = ax.axvline(color='k', lw=0.8, ls='--')
self.x, self.y = line.get_data()
self._last_index = None
## text location in axes coords
self.text = ax.text(0.72, 0.9, '', transform=ax.transAxes)
def set_cross_hair_visible(self, visible):
need_redraw = self.horizontal_line.get_visible() != visible
self.horizontal_line.set_visible(visible)
self.vertical_line.set_visible(visible)
self.text.set_visible(visible)
return need_redraw
def on_mouse_move(self, event):
if not event.inaxes:
self._last_index = None
need_redraw = self.set_cross_hair_visible(False)
if need_redraw:
self.ax.figure.canvas.draw()
else:
self.set_cross_hair_visible(True)
x, y = event.xdata, event.ydata
index = min(np.searchsorted(self.x, x), len(self.x) - 1)
if index == self._last_index:
return ## still on the same data point. Nothing to do.
self._last_index = index
x = self.x[index]
y = self.y[index]
## update the line positions
self.horizontal_line.set_ydata([y])
self.vertical_line.set_xdata([x])
self.text.set_text(f'x={x:1.2f}, y={y:1.2f}')
self.ax.figure.canvas.draw()
x = np.arange(0, 1, 0.01)
y = np.sin(2 * 2 * np.pi * x)
fig, ax = plt.subplots()
ax.set_title('Snapping cursor')
line, = ax.plot(x, y, 'o')
snap_cursor = SnappingCursor(ax, line)
fig.canvas.mpl_connect('motion_notify_event', snap_cursor.on_mouse_move)
plt.show()
Resumo
Neste laboratório, você aprendeu como adicionar um cursor de mira (crosshair cursor) a um gráfico Matplotlib. Você criou um cursor simples, um cursor que usa blitting para uma renderização mais rápida e um cursor que se ajusta aos pontos de dados de um objeto Line2D. Esses cursores podem ser úteis para explorar dados e obter insights a partir de visualizações.