インタラクティブフィギュア#

データを操作する場合、インタラクティブ性は非常に重要です。多くの場合、Matplotlib GUI ウィンドウに組み込まれているパン/ズームツールとマウス位置ツールで十分ですが、イベントシステムを使用して、カスタマイズされたデータ探索ツールを構築することもできます。

Matplotlibには、いくつかの GUI ツールキット (Qt、Tk、Wx、GTK、macOS、JavaScript) にバインドするバックエンドが同梱されており、サードパーティパッケージは kivyおよびJupyter Labへのバインドを提供します。Figure がマウス、キーボード、およびペイントイベントに応答するようにするには、GUI イベントループを対話型プロンプトと統合する必要があります。IPython の使用をお勧めします (以下を参照)。

このpyplotモジュールは、対話型ツール、ツールバー、ツールチップ、およびキーバインディングを含む Figure を明示的に作成するための関数を提供します。

pyplot.figure: 新しい空を作成するFigureか、既存の図を選択します
pyplot.subplots: 新しいものを作成し、Figureそれを次のグリッドで埋めますAxes

pyplotには、からアクセスできる「現在の図」pyplot.gcfの概念と、からアクセスできる「現在の軸」の概念がありますpyplot.gca。のほとんどすべての関数は、必要に応じて現在の/ (または作成) をpyplot通過します。FigureAxes

Matplotlib は、pyplot.figureorを介して作成されたすべての開いている Figure への参照を保持するため、Figure はpyplot.subplotsガベージコレクションされません。s は、を介して個別 Figureにクローズおよび登録解除できます。すべての open は、を介して閉じることができます。pyplotpyplot.closeFigureplt.close('all')

Matplotlib のイベントシステムと統合されたイベントループの詳細については、以下をお読みください。

インタラクティブな図と非同期プログラミング

イベントの処理とピッキング

IPython 統合#

対話型シェルには IPython を使用することをお勧めします。すべての機能 (改善されたタブ補完、マジック、複数行編集など) に加えて、GUI ツールキットのイベントループがコマンドラインと適切に統合されていることも保証されます (コマンドプロンプトの統合を参照)。

この例では、IPython プロンプトを介して Figure を作成および変更します。Figure は QtAgg GUI ウィンドウに表示されます。統合を構成し、インタラクティブモード%matplotlibを有効にするには、次のマジックを使用します。

In [1]: %matplotlib
Using matplotlib backend: QtAgg

In [2]: import matplotlib.pyplot as plt

新しい Figure ウィンドウを作成します。

In [3]: fig, ax = plt.subplots()

データのラインプロットをウィンドウに追加します。

In [4]: ln, = ax.plot(range(5))

線の色を青からオレンジに変更します。

In [5]: ln.set_color('orange')

プロットの自動再描画を無効にしたい場合:

In [6]: plt.ioff()

プロットの自動再描画を再度有効にしたい場合:

In [7]: plt.ion()

Matplotlibとの最近のバージョンでは、をインポートして呼び出すIPythonだけで十分です。魔法の使用は、Matplotlib と IPython のすべてのバージョンで動作することが保証されています。matplotlib.pyplotpyplot.ion%

インタラクティブモード#

`pyplot.ion`	対話モードを有効にします。
`pyplot.ioff`	対話モードを無効にします。
`pyplot.isinteractive`	プロットコマンドごとにプロットが更新されるかどうかを返します。

`pyplot.show`	開いているすべての Figure を表示します。
`pyplot.pause`	interval秒間、GUI イベントループを実行します。

インタラクティブモードコントロール:

作成した図形を自動的に表示するかどうか
アーティストへの変更が既存の図の再描画を自動的にトリガーするかどうか
whenpyplot.show()引数が指定されていない場合: 即時、またはすべての図が閉じられた後

対話モードの場合:

新しく作成された図はすぐに表示されます
要素が変更されると、図は自動的に再描画されます
pyplot.show()数値を表示し、すぐに戻ります

対話モードでない場合:

新しく作成された図と図への変更は、表示されるまで表示されません。
- pyplot.show()と呼ばれる
- pyplot.pause()と呼ばれる
- FigureCanvasBase.flush_events()と呼ばれる
pyplot.show()GUI イベントループを実行し、すべてのプロットウィンドウが閉じられるまで戻りません。

非インタラクティブモード (または非インタラクティブモードで作成された Figure) を使用している場合pyplot.show は、画面にウィンドウを表示するために明示的に呼び出す必要がある場合があります。GUI イベントループを一定時間だけ実行したい場合は、を使用できますpyplot.pause。これにより、を呼び出したかのようにコードの進行がブロックされ time.sleep、現在のウィンドウが表示され、必要に応じて再描画され、GUI イベントループが指定された時間だけ実行されます。

コマンドプロンプトに統合されている GUI イベントループと、対話モードの Figure は互いに独立しています。pyplot.ionイベントループの統合を使用していても調整していない場合、図は表示されますが、プロンプトが入力を待機している間は対話型になりません。パン/ズームができず、Figure がレンダリングされない場合もあります (ウィンドウが黒、透明、またはその下のデスクトップのスナップショットとして表示される場合があります)。逆に、イベントループ統合を構成すると、pyplot の「対話モード」に関係なく、プロンプトでの入力を待機している間、表示される図が応答します。

インタラクティブモード設定とイベントループ統合のどのような組み合わせであってもpyplot.show(block=True)、、pyplot.pause、または GUI メインループを他の方法で実行すると、Figure は応答します。

警告

これを使用Figure.showすると、イベントループを開始せずに、また対話モードにならずに、画面に Figure を表示することができます。これは (GUI ツールキットによっては) 機能する可能性がありますが、応答しない Figure になる可能性があります。

デフォルトの UI #

によって作成されたウィンドウにpyplotは、ナビゲーションボタンとカーソルが指しているデータ値の読み出しを備えた対話型のツールバーがあります。便利なキーバインドがデフォルトで多数登録されています。

ナビゲーションのキーボードショートカット#

次の表には、 matplotlibrcを使用して上書きできるすべてのデフォルトキーが含まれています。

指示	デフォルトのキーバインディングと rcParam
ホーム/リセット	`rcParams["keymap.home"]`(デフォルト: )`['h', 'r', 'home']`
戻る	`rcParams["keymap.back"]`(デフォルト: )`['left', 'c', 'backspace', 'MouseButton.BACK']`
前方	`rcParams["keymap.forward"]`(デフォルト: )`['right', 'v', 'MouseButton.FORWARD']`
パン/ズーム	`rcParams["keymap.pan"]`(デフォルト: `['p']`)
長方形にズーム	`rcParams["keymap.zoom"]`(デフォルト: `['o']`)
保存	`rcParams["keymap.save"]`(デフォルト: )`['s', 'ctrl+s']`
フルスクリーン切り替え	`rcParams["keymap.fullscreen"]`(デフォルト: )`['f', 'ctrl+f']`
主グリッドを切り替える	`rcParams["keymap.grid"]`(デフォルト: `['g']`)
マイナーグリッドの切り替え	`rcParams["keymap.grid_minor"]`(デフォルト: `['G']`)
x 軸スケールの切り替え (対数/線形)	`rcParams["keymap.xscale"]`(デフォルト: )`['k', 'L']`
y 軸スケールの切り替え (対数/線形)	`rcParams["keymap.yscale"]`(デフォルト: `['l']`)
図を閉じる	`rcParams["keymap.quit"]`(デフォルト: )`['ctrl+w', 'cmd+w', 'q']`
パン/ズームを x 軸に制限	マウスでパン/ズームするときにxを押したままにします
パン/ズームを y 軸に制限	マウスでパン/ズームするときにyを押したままにします
縦横比を保持	マウスでパン/ズームするときにCONTROLを押したままにします

その他の Python プロンプト#

インタラクティブモードは、デフォルトの Python プロンプトで動作します。

>>> import matplotlib.pyplot as plt
>>> plt.ion()
>>>

ただし、これはイベントフックが適切にインストールされていることを保証するものではなく、Figure が応答しない可能性があります。詳細については、GUI ツールキットのドキュメントを参照してください。

Jupyter ノートブック / JupyterLab #

ノート

ここで説明するインタラクティブな機能を利用するには、インタラクティブなバックエンドを使用している必要があります。ノートブックの既定のバックエンドであるインラインバックエンドはそうではありません。backend_inline Figure を 1 回レンダリングし、セルの実行時に静的イメージをノートブックに挿入します。画像は静的であるため、パン/ズームしたり、ユーザー入力を取得したり、他のセルから更新したりすることはできません。

「クラシック」ノートブックまたは Jupyter ラボでインタラクティブな図を取得するには、 ipywidgetフレームワークを使用するipymplバックエンド (別途インストールする必要があります) を使用します。がインストールされている場合は、魔法を使用します。ipympl

%matplotlib widget

選択して有効にします。

クラシックノートブックのみを使用する必要がある場合は、使用できます

%matplotlib notebook

backend_nbaggMatplotlib が提供するバックエンドを使用します。ただし、nbagg は Jupyter Lab では機能しません。

GUI + Jupyter #

ipymplJupyter Notebook で非 GUI バックエンドの 1 つを使用することもできます。Jupyter カーネルをローカルで実行している場合、Web ブラウザーに隣接するデスクトップに GUI ウィンドウが表示されます。リモートサーバーでノートブックを実行すると、カーネルはリモートコンピューターで GUI ウィンドウを開こうとします。xserver をデスクトップに転送するように手配しない限り、ウィンドウを表示したり操作したりすることはできません。また、例外が発生する場合もあります。

PyCharm、Spyder、および VSCode #

多くの IDE には Matplotlib との統合が組み込まれています。構成の詳細については、それらのドキュメントを参照してください。