3.1. Plotagem Simples

import pylab as pl
import numpy as np

X = np.linspace(-np.pi, np.pi, 256, endpoint=True)
C, S = np.cos(X), np.sin(X)

pl.plot(X, C)
pl.plot(X, S)

pl.show()

• Customizing matplotlib

No script abaixo, temos instanciado (e comentado) todas as configurações da figura que influenciam o aparecimento do gráfico. As configurações foram explicitamente definidas para seus valores padrão, mas pode-se jogar de forma interativa com os valores para explorar seu efeito (ver propriedades de linha e estilos de linha abaixo).

[pastacode lang=”python” message=”” highlight=”” provider=”manual”]

import pylab as pl
import numpy as np

# Cria uma figura de tamanho 8x6 pontos, 80 pontos por polegada
pl.figure(figsize=(8, 6), dpi=80)

# Cria uma nova subplotagem a partir de um grid de 1x1
pl.subplot(1, 1, 1)

X = np.linspace(-np.pi, np.pi, 256, endpoint=True)
C, S = np.cos(X), np.sin(X)

# Plota o cosseno com uma linha azul e contínua de espessura 1 (pixels)
pl.plot(X, C, color="blue", linewidth=1.0, linestyle="-")

# Plota o seno com uma linha verde e contínua de espessura 1 (pixels)
pl.plot(X, S, color="green", linewidth=1.0, linestyle="-")

# Define os limites em x
pl.xlim(-4.0, 4.0)

# Define as marcas em x
pl.xticks(np.linspace(-4, 4, 9, endpoint=True))

# Define os limites em y
pl.ylim(-1.0, 1.0)

# Define as marcas em y
pl.yticks(np.linspace(-1, 1, 5, endpoint=True))

# Salva a figura usando 72 pontos por polegada
# savefig("sencos.png", dpi=72)

# Mostra o resultado na tela
pl.show()

[/pastacode]

Modificando-se as cores e a espessura das linhas

Documentação dessa seção:

• Controlling line properties
• Line API

O primeiro, nós queremos ter o cosseno em azul e o seno em vermelho e uma linha um pouco  mais grossa para ambos. Nós vamos também alterar ligeiramente o tamanho da figura para torná-la mais horizontal. Os comandos a serem modificados são:

[pastacode lang=”python” message=”” highlight=”” provider=”manual”]

pl.figure(figsize=(10, 6), dpi=80)
pl.plot(X, C, color="blue", linewidth=2.5, linestyle="-")
pl.plot(X, S, color="red",  linewidth=2.5, linestyle="-")

[/pastacode]

Definindo os limites

Documentação da seção:

• xticks() command
• yticks() command
• Tick container
• Tick locating and formatting

Marcadores atuais não são ideais porque eles não mostram os valores interessantes (+ /-π, + /-π / 2) para o seno e cosseno. Vamos mudá-los de tal forma que eles mostrem apenas esses valores.

[pastacode lang=”python” message=”” highlight=”” provider=”manual”]

pl.xticks([-np.pi, -np.pi/2, 0, np.pi/2, np.pi])
pl.yticks([-1, 0, +1])

[/pastacode]

Definindo os valores dos marcadores

Documentação:

• Working with text
• xticks() command
• yticks() command
• set_xticklabels()
• set_yticklabels()

Marcadores estão agora devidamente colocados, mas os valores não são muito explícitos. Poderíamos supor que 3.142 é π, mas seria melhor torná-lo explícito. Quando colocamos os valores de marcadores, também podemos fornecer um rótulo correspondente na segunda lista de argumentos. Note que vamos usar latex para permitir o bom processamento dos valores.

[pastacode lang=”python” message=”” highlight=”” provider=”manual”]

pl.xticks([-np.pi, -np.pi/2, 0, np.pi/2, np.pi],
          [r'$-\pi$', r'$-\pi/2$', r'$0$', r'$+\pi/2$', r'$+\pi$'])

pl.yticks([-1, 0, +1],
          [r'$-1$', r'$0$', r'$+1$'])

[/pastacode]

Movendo os eixos secundários

Documentação:

• Spines
• Axis container
• Transformations tutorial

Eixos secundários (spines) são as linhas que ligam as marcas de escala do eixo principal, observando os limites da área de dados. Eles podem ser colocados em posições arbitrárias e até agora, eles estavam na borda dos eixos. Vamos mudar isso, já que queremos tê-los no meio. Uma vez que existem quatro deles (superior / inferior / esquerda / direita), vamos descartar a cima e à direita, definindo a cor como nenhuma e vamos mover o fundo e esquerdos para a coordenada 0. Acrescente o código abaixo antes de de definir os marcadores.

[pastacode lang=”python” message=”” highlight=”” provider=”manual”]

ax = pl.gca()  # gca significa 'get current axis'
ax.spines['right'].set_color('none')
ax.spines['top'].set_color('none')
ax.xaxis.set_ticks_position('bottom')
ax.spines['bottom'].set_position(('data',0))
ax.yaxis.set_ticks_position('left')
ax.spines['left'].set_position(('data',0))

[/pastacode]

Adicionando uma legenda

Documentação:

• Legend guide
• legend() command
• Legend API

Vamos adicionar uma legenda no canto superior esquerdo. Isto só requer a adição do argumento palavra chave valores (que será utilizado na caixa de legenda) para os comandos de plotagem. Substitua os pl.plot pelos abaixo e acrescente na sequencia o pl.legend conforme código abaixo:

[pastacode lang=”python” message=”” highlight=”” provider=”manual”]

pl.plot(X, C, color="blue", linewidth=2.5, linestyle="-", label="cosine")
pl.plot(X, S, color="red",  linewidth=2.5, linestyle="-", label="sine")

pl.legend(loc='upper left')

[/pastacode]

Anotando em alguns pontos

Documentação:

• Annotating axis
• annotate() command

Vamos anotar alguns pontos interessantes usando o comando annotate. Nós escolhemos o valor 2π / 3 e queremos anotar tanto o seno e cosseno. Vamos primeiro desenhar um marcador na curva, bem como uma linha pontilhada em linha reta. Então, vamos usar o comando anotar para exibir um texto com uma seta. Acrescente o código abaixo:

[pastacode lang=”python” message=”” highlight=”” provider=”manual”]

t = 2 * np.pi / 3
pl.plot([t, t], [0, np.cos(t)], color='blue', linewidth=2.5, linestyle="--")
pl.scatter([t, ], [np.cos(t), ], 50, color='blue')

pl.annotate(r'$sin(\frac{2\pi}{3})=\frac{\sqrt{3}}{2}$',
            xy=(t, np.sin(t)), xycoords='data',
            xytext=(+10, +30), textcoords='offset points', fontsize=16,
            arrowprops=dict(arrowstyle="->", connectionstyle="arc3,rad=.2"))

pl.plot([t, t],[0, np.sin(t)], color='red', linewidth=2.5, linestyle="--")
pl.scatter([t, ],[np.sin(t), ], 50, color='red')

pl.annotate(r'$cos(\frac{2\pi}{3})=-\frac{1}{2}$',
            xy=(t, np.cos(t)), xycoords='data',
            xytext=(-90, -50), textcoords='offset points', fontsize=16,
            arrowprops=dict(arrowstyle="->", connectionstyle="arc3,rad=.2"))
[/pastacode]
Mais detalhes
Documentação:

Artists
BBox


Os valores dos marcadores são agora pouco visível por causa das linhas azul e vermelha. Podemos torná-los maiores e também podemos ajustar as suas propriedades de tal forma que eles vão ser processados ​​em um fundo branco semi-transparente. Isto irá permitirá vê-los melhor.


[pastacode lang=”python” message=”” highlight=”” provider=”manual”]

for label in ax.get_xticklabels() + ax.get_yticklabels():
    label.set_fontsize(16)
    label.set_bbox(dict(facecolor='white', edgecolor='None', alpha=0.65))
[/pastacode]