Matplotlib | 矩形选择器 | 椭圆选择器 | Python 教程

简介

在本实验中，我们将学习如何使用 Matplotlib 中的 RectangleSelector 和 EllipseSelector 小部件，从初始点击位置到当前鼠标位置绘制矩形或椭圆。

虚拟机提示

虚拟机启动完成后，点击左上角切换到“笔记本”标签，以访问 Jupyter Notebook 进行练习。

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如果你在学习过程中遇到问题，请随时向 Labby 提问。课程结束后提供反馈，我们将立即为你解决问题。

导入必要的库

我们将首先导入必要的库：Matplotlib、Numpy 以及 RectangleSelector 和 EllipseSelector 小部件。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from matplotlib.widgets import EllipseSelector, RectangleSelector

定义选择回调函数

每当用户选择一个矩形或椭圆时，选择回调函数都会被调用。该函数将接收点击和释放事件作为参数，并打印出矩形或椭圆的坐标。

def select_callback(eclick, erelease):
    """
    Callback for line selection.

    *eclick* and *erelease* are the press and release events.
    """
    x1, y1 = eclick.xdata, eclick.ydata
    x2, y2 = erelease.xdata, erelease.ydata
    print(f"({x1:3.2f}, {y1:3.2f}) --> ({x2:3.2f}, {y2:3.2f})")
    print(f"The buttons you used were: {eclick.button} {erelease.button}")

定义切换选择器函数

每当用户按下“t”键时，切换选择器函数都会被调用。此函数将切换 RectangleSelector 和 EllipseSelector 小部件的活动状态。

def toggle_selector(event):
    print('Key pressed.')
    if event.key == 't':
        for selector in selectors:
            name = type(selector).__name__
            if selector.active:
                print(f'{name} deactivated.')
                selector.set_active(False)
            else:
                print(f'{name} activated.')
                selector.set_active(True)

创建图形和子图

我们将创建一个带有两个子图的图形，一个用于 RectangleSelector，另一个用于 EllipseSelector。

fig = plt.figure(layout='constrained')
axs = fig.subplots(2)

在子图上绘制一些内容

我们将在子图上绘制一些内容，以便用户可以看到矩形选择器（RectangleSelector）和椭圆选择器（EllipseSelector）的效果。

N = 100000  ## 如果 N 很大，使用双缓冲（blitting）可以看到性能提升。
x = np.linspace(0, 10, N)

for ax in axs:
    ax.plot(x, np.sin(2*np.pi*x))  ## 绘制一些内容

创建矩形选择器和椭圆选择器小部件

我们将创建矩形选择器（RectangleSelector）和椭圆选择器（EllipseSelector）小部件，并将它们添加到子图中。

selectors = []
for ax, selector_class in zip(axs, [RectangleSelector, EllipseSelector]):
    ax.set_title(f"Click and drag to draw a {selector_class.__name__}.")
    selectors.append(selector_class(
        ax, select_callback,
        useblit=True,
        button=[1, 3],  ## 禁用中间按钮
        minspanx=5, minspany=5,
        spancoords='pixels',
        interactive=True))
    fig.canvas.mpl_connect('key_press_event', toggle_selector)
axs[0].set_title("Press 't' to toggle the selectors on and off.\n"
                 + axs[0].get_title())

显示绘图

最后，我们将向用户显示绘图。

plt.show()

总结

在这个实验中，我们学习了如何在 Matplotlib 中使用矩形选择器（RectangleSelector）和椭圆选择器（EllipseSelector）小部件，从初始点击位置到当前鼠标位置绘制矩形或椭圆。我们还学习了如何创建带有子图的图形，在子图上绘制某些内容，以及使用按键事件切换小部件的活动状态。

使用 Matplotlib 小部件绘制形状

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