Пояснительная

Matplotlib.

Matplotlib — библиотека на языке программирования Python для визуализации данных двумерной (2D) графикой (3D графика также поддер- живается). Получаемые изображения могут быть использованы в качестве иллюстраций в публикациях. Пример работы Matplotlib изображен на ри- сунке 2.1.

Рисунок 2.2 – Пример работы Matplotlib.

Matplotlib написан и поддерживался в основном Джоном Хантером (англ. John Hunter) и распространяется на условиях BSD-подобной ли- цензии. Генерируемые в различных форматах изображения могут быть

использованы в интерактивной графике, в научных публикациях, графиче- ском интерфейсе пользователя, веб-приложениях, где требуется построение диаграмм (англ. plotting). В документации автор признаётся, что Matplotlib начинался с подражания графическим командам MATLAB, но является независимым от него проектом. [11]
Однако, matplotlib это еще и массивная библиотека, и создание графи- ка, который будет выглядеть «просто, нормально» обычно проходит через путь проб и ошибок. Использование однострочных линий для создания ба- зовых графиков в matplotlib – весьма просто, но умело пользоваться осталь- ными 98% библиотеки может быть сложно. Изучение matplotlib временами может быть тяжелым процессом. Проблема не в нехватке документации (которая весьма обширная, между прочим). Сложности могут возникнуть со следующим:

1. 
   Размер библиотеки огромный сам по себе, около 70 000 строк кода;
   
2. 
   Matplotlib содержит несколько разных интерфейсов (способов по- строения фигуры) и может взаимодействовать с большим количеством бекендов. (Бекенды отвечают за то, как по факту будут отображаться диаграммы, не только за внутреннюю структуру);
   
3. 
   Несмотря на обширность, часть собственной документации matplotlib серьезно устарела. Библиотека все еще развивается, и множество старых примеров в сети могут включать на 70% меньше кода, чем в их современной версии;
   

Так что, перед тем как мы перейдем к сложным примерам, не поме- шает освоить корневые концепции дизайна matplotlib. [12]
Одной из важных особенностей matlab является его глобальный стиль. Концепция импорта Python не сильно используется в matlab, и большинство функций matlab легко доступны для пользователя на верхнем уровне.
Понимание того, что корни matplotlib растут из matlab, помогает объяснить существование pylab. pylab – это модуль внутри библиотеки matplotlib, который был встроен для подражания общего стиля MATLAB. Он существует только для внесения ряда функций классов из NumPy и matplotlib в пространство имен, что упрощает переход пользователей matlab, которые не сталкивались с необходимостью в операторах импорта.
Базовые команды matplotlib:
plt.plot(x, y, ’r’) r - значит red plt.xlabel(’Ось X’) plt.ylabel(’Ось Y’) plt.title(’Заголовок графика’) plt.show();
Matplotlib является гибким, легко конфигурируемым пакетом, кото- рый вместе с NumPy, SciPy и IPython предоставляет возможности, подобные MATLAB. В настоящее время пакет работает с несколькими графическими библиотеками, включая wxWindows и PyGTK. Пакет поддерживает многие виды графиков и диаграмм:

1. 
   Графики (line plot);
   
2. 
   Диаграммы разброса (scatter plot);
   
3. 
   Контурные графики (contour plot);
   
4. 
   Круговые диаграммы (pie chart);
   
5. 
   Поля градиентов (quiver);
   
6. 
   Спектральные диаграммы (spectrogram);
   
7. 
   Ствол-лист диаграммы (stem plot);
   
8. 
   Столбчатые диаграммы (bar chart) и гистограммы (histogram). Пользователь может указать оси координат, решетку, добавить над-
   

писи и пояснения, использовать логарифмическую шкалу или полярные координаты. Несложные трёхмерные графики можно строить с помощью набора инструментов (toolkit) mplot3d. Есть и другие наборы инструментов: для картографии, для работы с Excel, утилиты для GTK и другие.
С помощью Matplotlib можно делать и анимированные изображения. Набор поддерживаемых форматов изображений, векторных и растровых, можно получить из словаря FigureCanvasBase.filetypes. Типичные поддер- живаемые форматы:

1. 
   Encapsulated PostScript (EPS);
   
2. 
   Enhanced Metafile (EMF);
   
3. 
   JPEG;
   
4. 
   PDF;
   
5. 
   PNG;
   
6. 
   Postscript;
   
7. 
   RGBA («сырой» формат);
   
8. 
   SVG;
   
9. 
   SVGZ;
   
10. 
    TIFF.
    

3.