Введение
В этом руководстве вы узнаете, как рисовать и манипулировать фигурами с использованием классов matplotlib.path.Path, matplotlib.patches.PathPatch и matplotlib.transforms. Вы научитесь создавать график с кругом, фигурой дельфина и фигурой дельфина, повернутой на 60 градусов.
Советы по работе с ВМ
После запуска ВМ нажмите в левом верхнем углу, чтобы переключиться на вкладку Ноутбук и получить доступ к Jupyter Notebook для практики.
Иногда вам может потребоваться подождать несколько секунд, пока Jupyter Notebook загрузится. Валидация операций не может быть автоматизирована из-за ограничений Jupyter Notebook.
Если вы сталкиваетесь с проблемами при обучении, не стесняйтесь обращаться к Labby. Оставьте отзыв после занятия, и мы оперативно решим проблему для вас.
Создайте круг
Сначала создадим круг на графике с использованием функций Circle и imshow. Функция imshow используется для отображения изображения на графике.
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import matplotlib.cm as cm
from matplotlib.patches import Circle
r = np.random.rand(50)
t = np.random.rand(50) * np.pi * 2.0
x = r * np.cos(t)
y = r * np.sin(t)
fig, ax = plt.subplots(figsize=(6, 6))
круг = Circle((0, 0), 1, facecolor='none',
edgecolor=(0, 0.8, 0.8), linewidth=3, alpha=0.5)
ax.add_patch(круг)
im = plt.imshow(np.random.random((100, 100)),
origin='lower', cmap=cm.winter,
interpolation='spline36',
extent=([-1, 1, -1, 1]))
im.set_clip_path(круг)
plt.plot(x, y, 'o', color=(0.9, 0.9, 1.0), alpha=0.8)
plt.show()
Создайте форму дельфина
Далее мы создадим форму дельфина с использованием функций Path и PathPatch. Мы будем использовать путь формы дельфина из библиотеки OpenClipart от Andy Fitzsimon.
from matplotlib.path import Path
from matplotlib.patches import PathPatch
import numpy as np
дельфин = """
M -0.59739425,160.18173 C -0.62740401,160.18885 -0.57867129,160.11183
-0.57867129,160.11183 C -0.57867129,160.11183 -0.5438361,159.89315
-0.39514638,159.81496 C -0.24645668,159.73678 -0.18316813,159.71981
-0.18316813,159.71981 C -0.18316813,159.71981 -0.10322971,159.58124
-0.057804323,159.58725 C -0.029723983,159.58913 -0.061841603,159.60356
-0.071265813,159.62815 C -0.080250183,159.65325 -0.082918513,159.70554
-0.061841203,159.71248 C -0.040763903,159.7194 -0.0066711426,159.71091
0.077336307,159.73612 C 0.16879567,159.76377 0.28380306,159.86448
0.31516668,159.91533 C 0.3465303,159.96618 0.5011127,160.1771
0.5011127,160.1771 C 0.63668998,160.19238 0.67763022,160.31259
0.66556395,160.32668 C 0.65339985,160.34212 0.66350443,160.33642
0.64907098,160.33088 C 0.63463742,160.32533 0.61309688,160.297
0.5789627,160.29339 C 0.54348657,160.28968 0.52329693,160.27674
0.50728856,160.27737 C 0.49060916,160.27795 0.48965803,160.31565
0.46114204,160.33673 C 0.43329696,160.35786 0.4570711,160.39871
0.43309565,160.40685 C 0.4105108,160.41442 0.39416631,160.33027
0.3954995,160.2935 C 0.39683269,160.25672 0.43807996,160.21522
0.44567915,160.19734 C 0.45327833,160.17946 0.27946869,159.9424
-0.061852613,159.99845 C -0.083965233,160.0427 -0.26176109,160.06683
-0.26176109,160.06683 C -0.30127962,160.07028 -0.21167141,160.09731
-0.24649368,160.1011 C -0.32642366,160.11569 -0.34521187,160.06895
-0.40622293,160.0819 C -0.467234,160.09485 -0.56738444,160.17461
-0.59739425,160.18173
"""
вершины = []
коды = []
части = дельфин.split()
i = 0
карта_кодов = {
'M': Path.MOVETO,
'C': Path.CURVE4,
'L': Path.LINETO,
}
Пока i < len(частей):
код_пути = карта_кодов[частей[i]]
npoints = Path.NUM_VERTICES_FOR_CODE[код_пути]
коды.extend([код_пути] * npoints)
вершины.extend([[*map(float, y.split(','))]
for y in части[i + 1:][:npoints]])
i += npoints + 1
вершины = np.array(вершины)
вершины[:, 1] -= 160
путь_дельфина = Path(вершины, коды)
патч_дельфина = PathPatch(путь_дельфина, facecolor=(0.6, 0.6, 0.6),
edgecolor=(0.0, 0.0, 0.0))
ax.add_patch(патч_дельфина)
Поворот формы дельфина
Мы будем вращать форму дельфина на 60 градусов с использованием функции Affine2D().rotate_deg().
from matplotlib.transforms import Affine2D
вершины = Affine2D().rotate_deg(60).transform(вершины)
путь_дельфина2 = Path(вершины, коды)
патч_дельфина2 = PathPatch(путь_дельфина2, facecolor=(0.5, 0.5, 0.5),
edgecolor=(0.0, 0.0, 0.0))
ax.add_patch(патч_дельфина2)
Завершение графика
Соберем все вместе и завершим график.
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import matplotlib.cm as cm
from matplotlib.patches import Circle, PathPatch
from matplotlib.path import Path
from matplotlib.transforms import Affine2D
## Фиксация случайного состояния для воспроизводимости
np.random.seed(19680801)
r = np.random.rand(50)
t = np.random.rand(50) * np.pi * 2.0
x = r * np.cos(t)
y = r * np.sin(t)
fig, ax = plt.subplots(figsize=(6, 6))
круг = Circle((0, 0), 1, facecolor='none',
edgecolor=(0, 0.8, 0.8), linewidth=3, alpha=0.5)
ax.add_patch(круг)
im = plt.imshow(np.random.random((100, 100)),
origin='lower', cmap=cm.winter,
interpolation='spline36',
extent=([-1, 1, -1, 1]))
im.set_clip_path(круг)
plt.plot(x, y, 'o', color=(0.9, 0.9, 1.0), alpha=0.8)
путь_дельфина = Path(вершины, коды)
патч_дельфина = PathPatch(путь_дельфина, facecolor=(0.6, 0.6, 0.6),
edgecolor=(0.0, 0.0, 0.0))
ax.add_patch(патч_дельфина)
вершины = Affine2D().rotate_deg(60).transform(вершины)
путь_дельфина2 = Path(вершины, коды)
патч_дельфина2 = PathPatch(путь_дельфина2, facecolor=(0.5, 0.5, 0.5),
edgecolor=(0.0, 0.0, 0.0))
ax.add_patch(патч_дельфина2)
plt.show()
Резюме
В этом уроке вы узнали, как создать график с кругом, формой дельфина и формой дельфина, повернутой на 60 градусов. Вы использовали классы matplotlib.path.Path, matplotlib.patches.PathPatch и matplotlib.transforms для рисования и манипулирования формами на графике. Теперь вы можете использовать эти знания для создания более сложных форм и графиков.