Введение
В этом практическом занятии вы познакомитесь с примером создания кросс-приложения с графическим интерфейсом, использующим обработку событий Matplotlib для взаимодействия с объектами на холсте и их модификации. Вы научитесь редактировать путь на графике, перетаскивая маркеры мышью и переключая их видимость.
Советы по работе с ВМ
После запуска виртуальной машины кликните в левом верхнем углу, чтобы переключиться на вкладку Notebook и получить доступ к Jupyter Notebook для практики.
Иногда вам может потребоваться подождать несколько секунд, пока Jupyter Notebook загрузится полностью. Валидация операций не может быть автоматизирована из-за ограничений Jupyter Notebook.
Если вы столкнетесь с проблемами во время обучения, не стесняйтесь обращаться к Labby. Оставьте отзыв после занятия, и мы оперативно решим проблему для вас.
Импорт библиотек
В этом шаге мы импортируем необходимые библиотеки для практического занятия. Мы используем Matplotlib для создания графика и обработки событий.
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from matplotlib.backend_bases import MouseButton
from matplotlib.patches import PathPatch
from matplotlib.path import Path
Создание графика
В этом шаге мы создаем график с зеленым путем и желтыми краями, используя предоставленные данные о пути. Затем мы добавляем объект PathPatch на график, который представляет путь.
fig, ax = plt.subplots()
pathdata = [
(Path.MOVETO, (1.58, -2.57)),
(Path.CURVE4, (0.35, -1.1)),
(Path.CURVE4, (-1.75, 2.0)),
(Path.CURVE4, (0.375, 2.0)),
(Path.LINETO, (0.85, 1.15)),
(Path.CURVE4, (2.2, 3.2)),
(Path.CURVE4, (3, 0.05)),
(Path.CURVE4, (2.0, -0.5)),
(Path.CLOSEPOLY, (1.58, -2.57)),
]
codes, verts = zip(*pathdata)
path = Path(verts, codes)
patch = PathPatch(
path, facecolor='green', edgecolor='yellow', alpha=0.5)
ax.add_patch(patch)
Создание класса PathInteractor
В этом шаге мы создаем класс PathInteractor, который обрабатывает вызовы обратных функций для объекта пути. Этот класс позволяет нам интерактивно редактировать путь, перетаскивая маркеры на графике.
class PathInteractor:
"""
Редактор пути.
Нажмите 't', чтобы переключить маркеры вершин вкл/выкл. Когда маркеры вершин включены,
их можно перетаскивать мышью.
"""
showverts = True
epsilon = 5 ## максимальное расстояние в пикселях, при котором точка считается попавшей в вершину
def __init__(self, pathpatch):
self.ax = pathpatch.axes
canvas = self.ax.figure.canvas
self.pathpatch = pathpatch
self.pathpatch.set_animated(True)
x, y = zip(*self.pathpatch.get_path().vertices)
self.line, = ax.plot(
x, y, marker='o', markerfacecolor='r', animated=True)
self._ind = None ## активная вершина
canvas.mpl_connect('draw_event', self.on_draw)
canvas.mpl_connect('button_press_event', self.on_button_press)
canvas.mpl_connect('key_press_event', self.on_key_press)
canvas.mpl_connect('button_release_event', self.on_button_release)
canvas.mpl_connect('motion_notify_event', self.on_mouse_move)
self.canvas = canvas
def get_ind_under_point(self, event):
"""
Возвращает индекс точки, ближайшей к позиции события, или *None*,
если нет точки в пределах ``self.epsilon`` от позиции события.
"""
xy = self.pathpatch.get_path().vertices
xyt = self.pathpatch.get_transform().transform(xy) ## в координаты отображения
xt, yt = xyt[:, 0], xyt[:, 1]
d = np.sqrt((xt - event.x)**2 + (yt - event.y)**2)
ind = d.argmin()
return ind if d[ind] < self.epsilon else None
def on_draw(self, event):
"""Обратный вызов для отрисовок."""
self.background = self.canvas.copy_from_bbox(self.ax.bbox)
self.ax.draw_artist(self.pathpatch)
self.ax.draw_artist(self.line)
self.canvas.blit(self.ax.bbox)
def on_button_press(self, event):
"""Обратный вызов для нажатий кнопок мыши."""
if (event.inaxes is None
or event.button!= MouseButton.LEFT
or not self.showverts):
return
self._ind = self.get_ind_under_point(event)
def on_button_release(self, event):
"""Обратный вызов для отпусканий кнопок мыши."""
if (event.button!= MouseButton.LEFT
or not self.showverts):
return
self._ind = None
def on_key_press(self, event):
"""Обратный вызов для нажатий клавиш."""
if not event.inaxes:
return
if event.key == 't':
self.showverts = not self.showverts
self.line.set_visible(self.showverts)
if not self.showverts:
self._ind = None
self.canvas.draw()
def on_mouse_move(self, event):
"""Обратный вызов для движений мыши."""
if (self._ind is None
or event.inaxes is None
or event.button!= MouseButton.LEFT
or not self.showverts):
return
vertices = self.pathpatch.get_path().vertices
vertices[self._ind] = event.xdata, event.ydata
self.line.set_data(zip(*vertices))
self.canvas.restore_region(self.background)
self.ax.draw_artist(self.pathpatch)
self.ax.draw_artist(self.line)
self.canvas.blit(self.ax.bbox)
Создание интерактора для пути
В этом шаге мы создаем экземпляр класса PathInteractor, передав в него объект PathPatch, который мы создали ранее.
interactor = PathInteractor(patch)
Настройка свойств графика
В этом шаге мы задаем заголовок и пределы осей для графика.
ax.set_title('drag vertices to update path')
ax.set_xlim(-3, 4)
ax.set_ylim(-3, 4)
Показать график
В этом шаге мы показываем график на экране.
plt.show()
Резюме
В этом практическом занятии мы узнали, как создавать интерактивный график, позволяющий редактировать путь, перетаскивая маркеры на графике. Мы использовали библиотеку Matplotlib для создания графика и обработки событий, а также создали пользовательский класс для обработки вызовов обратных функций. Следуя этим шагам, вы можете создать собственные интерактивные графики с использованием Matplotlib.