2011-01-14 23 views
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Necesito ayuda para personalizar mis trazados. Quiero que el lienzo se vea aproximadamente como la plantilla predeterminada de gráficos 2D del Grapher de MacOS (consulte la captura de pantalla).Origen del centro en matplotlib

Para aclarar - Necesito

  • un eje centrado
  • una rejilla (preferiblemente con una rejilla más oscuro adicional cada 1 unidad)
  • axislines con flechas
  • sólo una cero en el origo (cuando hice todo lo posible, obtuve un cero del eje xy un segundo del eje y), ligeramente movido hacia la izquierda para que no esté detrás del eje y

Realmente aprecio su ayuda!

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Seguramente es posible con matplotlib, pero podría ser una molestia. TeX con TikZ puede hacer esto más fácilmente, si esa es una opción. Ciertamente, los ejes centrados y la cuadrícula son fáciles en TikZ, al menos. –

Respuesta

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Esto definitivamente entra en la categoría de más problemas de lo que vale la pena con matplotlib, pero aquí tienes. Además, para el caso básico, eche un vistazo al centering spines demo in the documentation.

Usted puede hacer esto de varias maneras diferentes, pero para el mejor efecto visual, considere algo en la línea de lo siguiente. Está lejos de ser perfecta, pero es razonablemente flexibles:

import matplotlib.pyplot as plt 
import matplotlib as mpl 
import matplotlib.patheffects 
import numpy as np 

def center_spines(ax=None, centerx=0, centery=0): 
    """Centers the axis spines at <centerx, centery> on the axis "ax", and 
    places arrows at the end of the axis spines.""" 
    if ax is None: 
     ax = plt.gca() 

    # Set the axis's spines to be centered at the given point 
    # (Setting all 4 spines so that the tick marks go in both directions) 
    ax.spines['left'].set_position(('data', centerx)) 
    ax.spines['bottom'].set_position(('data', centery)) 
    ax.spines['right'].set_position(('data', centerx - 1)) 
    ax.spines['top'].set_position(('data', centery - 1)) 

    # Draw an arrow at the end of the spines 
    ax.spines['left'].set_path_effects([EndArrow()]) 
    ax.spines['bottom'].set_path_effects([EndArrow()]) 

    # Hide the line (but not ticks) for "extra" spines 
    for side in ['right', 'top']: 
     ax.spines[side].set_color('none') 

    # On both the x and y axes... 
    for axis, center in zip([ax.xaxis, ax.yaxis], [centerx, centery]): 
     # Turn on minor and major gridlines and ticks 
     axis.set_ticks_position('both') 
     axis.grid(True, 'major', ls='solid', lw=0.5, color='gray') 
     axis.grid(True, 'minor', ls='solid', lw=0.1, color='gray') 
     axis.set_minor_locator(mpl.ticker.AutoMinorLocator()) 

     # Hide the ticklabels at <centerx, centery> 
     formatter = CenteredFormatter() 
     formatter.center = center 
     axis.set_major_formatter(formatter) 

    # Add offset ticklabels at <centerx, centery> using annotation 
    # (Should probably make these update when the plot is redrawn...) 
    xlabel, ylabel = map(formatter.format_data, [centerx, centery]) 
    ax.annotate('(%s, %s)' % (xlabel, ylabel), (centerx, centery), 
      xytext=(-4, -4), textcoords='offset points', 
      ha='right', va='top') 

# Note: I'm implementing the arrows as a path effect rather than a custom 
#  Spines class. In the long run, a custom Spines class would be a better 
#  way to go. One of the side effects of this is that the arrows aren't 
#  reversed when the axes are reversed! 

class EndArrow(mpl.patheffects._Base): 
    """A matplotlib patheffect to add arrows at the end of a path.""" 
    def __init__(self, headwidth=5, headheight=5, facecolor=(0,0,0), **kwargs): 
     super(mpl.patheffects._Base, self).__init__() 
     self.width, self.height = headwidth, headheight 
     self._gc_args = kwargs 
     self.facecolor = facecolor 

     self.trans = mpl.transforms.Affine2D() 

     self.arrowpath = mpl.path.Path(
       np.array([[-0.5, -0.2], [0.0, 0.0], [0.5, -0.2], 
          [0.0, 1.0], [-0.5, -0.2]]), 
       np.array([1, 2, 2, 2, 79])) 

    def draw_path(self, renderer, gc, tpath, affine, rgbFace): 
     scalex = renderer.points_to_pixels(self.width) 
     scaley = renderer.points_to_pixels(self.height) 

     x0, y0 = tpath.vertices[-1] 
     dx, dy = tpath.vertices[-1] - tpath.vertices[-2] 
     azi = np.arctan2(dy, dx) - np.pi/2.0 
     trans = affine + self.trans.clear(
       ).scale(scalex, scaley 
       ).rotate(azi 
       ).translate(x0, y0) 

     gc0 = renderer.new_gc() 
     gc0.copy_properties(gc) 
     self._update_gc(gc0, self._gc_args) 

     if self.facecolor is None: 
      color = rgbFace 
     else: 
      color = self.facecolor 

     renderer.draw_path(gc0, self.arrowpath, trans, color) 
     renderer.draw_path(gc, tpath, affine, rgbFace) 
     gc0.restore() 

class CenteredFormatter(mpl.ticker.ScalarFormatter): 
    """Acts exactly like the default Scalar Formatter, but yields an empty 
    label for ticks at "center".""" 
    center = 0 
    def __call__(self, value, pos=None): 
     if value == self.center: 
      return '' 
     else: 
      return mpl.ticker.ScalarFormatter.__call__(self, value, pos) 

deliberadamente no se estableció la x e intervalos de garrapatas principales Y a 1, pero eso es fácil de hacer. ax.xaxis.set_major_locator(MultipleLocator(1))

Ahora puede simplemente llamar center_spines a hacer algo como esto:

x = np.arange(-5, 5) 
y = x 

line, = plt.plot(x, y) 
center_spines() 
plt.axis('equal') 
plt.show() 

alt text

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¡Bien hecho! Parece mucho trabajo; Me alegro de haberme dado por vencido temprano. :-) –

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Guau, realmente parece pesado. ¡Gracias! ¿Qué recomendarías en lugar de matplotlib? – 0sh

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@Steve - ¡Gracias! @mewoshh: podría ser un poco más fácil en gnuplot. Sin embargo, no sé cómo hacer flechas en las líneas del eje en gnuplot (que se actualizan cuando se vuelve a escalar la gráfica). El resto (espinas del eje centrado) es más fácil en gnuplot, pero tampoco es tan difícil en matplotlib. –

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