Фильтр для круговой диаграммы Matplotlib

Введение

В этом практическом занятии мы покажем, как использовать фильтры при построении круговой диаграммы с помощью Matplotlib. Мы будем использовать код для рисования круговой диаграммы, взятый из pie_demo.py, и добавить фильтры к диаграмме. Фильтры будут действовать только в том случае, если у вас поддерживается SVG-рендеринг.

Советы по использованию ВМ

После запуска виртуальной машины кликните в левом верхнем углу, чтобы переключиться на вкладку Ноутбук и приступить к практике в Jupyter Notebook.

Иногда вам может потребоваться подождать несколько секунд, пока Jupyter Notebook загрузится. Валидация операций не может быть автоматизирована из-за ограничений Jupyter Notebook.

Если вы столкнетесь с проблемами при обучении, не стесняйтесь обращаться к Labby. Оставьте отзыв после занятия, и мы оперативно решим проблему для вас.

Создание круговой диаграммы

Мы создадим квадратную фигуру и оси для нашей круговой диаграммы. Определим метки и доли для диаграммы. Также зададим значения для "вырыва" (explode) сегментов диаграммы. Наконец, построим круговую диаграмму с заданными параметрами.

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.patches import Shadow

fig = plt.figure(figsize=(6, 6))
ax = fig.add_axes([0.1, 0.1, 0.8, 0.8])

labels = 'Frogs', 'Hogs', 'Dogs', 'Logs'
fracs = [15, 30, 45, 10]
explode = (0, 0.05, 0, 0)

pies = ax.pie(fracs, explode=explode, labels=labels, autopct='%1.1f%%')

for w in pies[0]:
    w.set_gid(w.get_label())
    w.set_edgecolor("none")

for w in pies[0]:
    s = Shadow(w, -0.01, -0.01)
    s.set_gid(w.get_gid() + "_shadow")
    s.set_zorder(w.get_zorder() - 0.1)
    ax.add_patch(s)

plt.show()

Сохранение диаграммы в формате SVG

Мы сохраним круговую диаграмму в файл формата SVG, используя модули io и xml.etree.ElementTree. Определим определение фильтра для тени с использованием гауссового размытия и эффекта освещения. Фильтр освещения скопирован из http://www.w3.org/TR/SVG/filters.html. Проверим фильтр с использованием Inkscape и Firefox3, но обратите внимание, что экспорт в Inkscape может не поддерживать его.

import io
import xml.etree.ElementTree as ET

f = io.BytesIO()
plt.savefig(f, format="svg")

filter_def = """
  <defs xmlns='http://www.w3.org/2000/svg'
        xmlns:xlink='http://www.w3.org/1999/xlink'>
    <filter id='dropshadow' height='1.2' width='1.2'>
      <feGaussianBlur result='blur' stdDeviation='2'/>
    </filter>

    <filter id='MyFilter' filterUnits='objectBoundingBox'
            x='0' y='0' width='1' height='1'>
      <feGaussianBlur in='SourceAlpha' stdDeviation='4%' result='blur'/>
      <feOffset in='blur' dx='4%' dy='4%' result='offsetBlur'/>
      <feSpecularLighting in='blur' surfaceScale='5' specularConstant='.75'
           specularExponent='20' lighting-color='#bbbbbb' result='specOut'>
        <fePointLight x='-5000%' y='-10000%' z='20000%'/>
      </feSpecularLighting>
      <feComposite in='specOut' in2='SourceAlpha'
                   operator='in' result='specOut'/>
      <feComposite in='SourceGraphic' in2='specOut' operator='arithmetic'
    k1='0' k2='1' k3='1' k4='0'/>
    </filter>
  </defs>
"""

tree, xmlid = ET.XMLID(f.getvalue())
tree.insert(0, ET.XML(filter_def))

for i, pie_name in enumerate(labels):
    pie = xmlid[pie_name]
    pie.set("filter", 'url(#MyFilter)')

    shadow = xmlid[pie_name + "_shadow"]
    shadow.set("filter", 'url(#dropshadow)')

fn = "svg_filter_pie.svg"
print(f"Saving '{fn}'")
ET.ElementTree(tree).write(fn)

Просмотр круговой диаграммы с примененными фильтрами

Мы будем просматривать круговую диаграмму с примененными фильтрами. Для этого откроем файл SVG в Inkscape и посмотрим на круговую диаграмму с фильтрами.

Изменение круговой диаграммы с использованием различных фильтров

Мы можем изменить круговую диаграмму, используя различные фильтры, изменив определение фильтра. Можем проводить эксперименты с разными фильтрами, чтобы добиться различных визуальных эффектов.

filter_def = """
  <defs xmlns='http://www.w3.org/2000/svg'
        xmlns:xlink='http://www.w3.org/1999/xlink'>
    <filter id='dropshadow' height='1.2' width='1.2'>
      <feGaussianBlur result='blur' stdDeviation='2'/>
    </filter>

    <filter id='MyFilter2' filterUnits='objectBoundingBox'
            x='0' y='0' width='1' height='1'>
      <feGaussianBlur in='SourceAlpha' stdDeviation='4%' result='blur'/>
      <feOffset in='blur' dx='4%' dy='4%' result='offsetBlur'/>
      <feSpecularLighting in='blur' surfaceScale='5' specularConstant='.75'
           specularExponent='20' lighting-color='#bbbbbb' result='specOut'>
        <fePointLight x='50%' y='50%' z='5000%'/>
      </feSpecularLighting>
      <feComposite in='specOut' in2='SourceAlpha'
                   operator='in' result='specOut'/>
      <feComposite in='SourceGraphic' in2='specOut' operator='arithmetic'
    k1='0' k2='1' k3='1' k4='0'/>
    </filter>
  </defs>
"""

tree, xmlid = ET.XMLID(f.getvalue())
tree.insert(0, ET.XML(filter_def))

for i, pie_name in enumerate(labels):
    pie = xmlid[pie_name]
    pie.set("filter", 'url(#MyFilter2)')

    shadow = xmlid[pie_name + "_shadow"]
    shadow.set("filter", 'url(#dropshadow)')

fn = "svg_filter_pie2.svg"
print(f"Saving '{fn}'")
ET.ElementTree(tree).write(fn)

Резюме

В этом практическом занятии мы узнали, как использовать фильтры при работе с круговыми диаграммами в Matplotlib. Мы создали круговую диаграмму, сохранили ее в файл SVG и применили фильтры к диаграмме. Также изменили круговую диаграмму с использованием различных фильтров, чтобы добиться различных визуальных эффектов.