使用 AnnotationBbox 为图形添加注释

简介

在本实验中，我们将学习如何在 Matplotlib 中使用 AnnotationBbox，通过文本、形状和图像为图形添加注释。与 Axes.annotate 相比，AnnotationBbox 是一种粒度更细的控制方法。我们将介绍三种不同的 OffsetBox：TextArea、DrawingArea 和 OffsetImage。

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绘制点

首先，让我们绘制两个稍后要添加注释的点。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

fig, ax = plt.subplots()

## 定义第一个要注释的位置（用标记显示它）
xy1 = (0.5, 0.7)
ax.plot(xy1[0], xy1[1], ".r")

## 定义第二个要注释的位置（这次不显示标记）
xy2 = [0.3, 0.55]

## 固定显示范围以查看所有内容
ax.set_xlim(0, 1)
ax.set_ylim(0, 1)

plt.show()

使用 TextArea 进行注释

现在让我们使用 TextArea 为第一个点添加注释。

from matplotlib.offsetbox import AnnotationBbox, TextArea

## 使用文本框（“Test 1”）为第一个位置添加注释
offsetbox = TextArea("Test 1")

ab = AnnotationBbox(offsetbox, xy1,
                    xybox=(-20, 40),
                    xycoords='data',
                    boxcoords="offset points",
                    arrowprops=dict(arrowstyle="->"),
                    bboxprops=dict(boxstyle="sawtooth"))

ax.add_artist(ab)

plt.show()

使用 DrawingArea 进行注释

接下来，让我们使用 DrawingArea 用一个圆形补丁为第二个点添加注释。

from matplotlib.offsetbox import DrawingArea
from matplotlib.patches import Circle

## 用一个圆形补丁为第二个位置添加注释
da = DrawingArea(20, 20, 0, 0)
p = Circle((10, 10), 10)
da.add_artist(p)

ab = AnnotationBbox(da, xy2,
                    xybox=(1., xy2[1]),
                    xycoords='data',
                    boxcoords=("axes fraction", "data"),
                    box_alignment=(0.2, 0.5),
                    arrowprops=dict(arrowstyle="->"),
                    bboxprops=dict(alpha=0.5))

ax.add_artist(ab)

plt.show()

使用 OffsetImage 进行注释

最后，让我们使用一张格蕾丝·霍珀（Grace Hopper）的图片，通过 OffsetImage 为第二个点添加注释。

from matplotlib.cbook import get_sample_data
from matplotlib.offsetbox import OffsetImage

## 用一张图片（一个生成的像素数组）为第二个位置添加注释
arr = np.arange(100).reshape((10, 10))
im = OffsetImage(arr, zoom=2)
im.image.axes = ax

ab = AnnotationBbox(im, xy2,
                    xybox=(-50., 50.),
                    xycoords='data',
                    boxcoords="offset points",
                    pad=0.3,
                    arrowprops=dict(arrowstyle="->"))

ax.add_artist(ab)

## 用另一张图片（一张格蕾丝·霍珀的肖像）为第二个位置添加注释
with get_sample_data("grace_hopper.jpg") as file:
    arr_img = plt.imread(file)

imagebox = OffsetImage(arr_img, zoom=0.2)
imagebox.image.axes = ax

ab = AnnotationBbox(imagebox, xy2,
                    xybox=(120., -80.),
                    xycoords='data',
                    boxcoords="offset points",
                    pad=0.5,
                    arrowprops=dict(
                        arrowstyle="->",
                        connectionstyle="angle,angleA=0,angleB=90,rad=3")
                    )

ax.add_artist(ab)

plt.show()

总结

在这个实验中，我们学习了如何在 Matplotlib 中使用 AnnotationBbox，通过文本、形状和图像为图形添加注释。我们介绍了三种不同的 OffsetBox：TextArea、DrawingArea 和 OffsetImage。通过使用 AnnotationBbox，与使用 Axes.annotate 相比，我们对注释有了更精细的控制。