Featured image of post Python + matplotlibを使ってプレゼン資料向けの折れ線グラフを作る
Python

Python + matplotlibを使ってプレゼン資料向けの折れ線グラフを作る

これはなに Link to this heading

Pythonのmatplotlibライブラリを利用して、プレゼン資料へ載せるのに適した折れ線グラフを描いた。 その際に取った過程を残しておくもの。

これをこうじゃ。

Before After

はじめに Link to this heading

似たようなことは下記ですでにやられている。

また、この記事で描いたグラフを簡単に描くためのパッケージ「rei-preso-plot」もPyPIで公開している 。 この先の長い文章を読むのが面倒になったら使ってみてほしい。

本稿のコードはすべてGitHubで公開している 。

結論 | 最終的にできたコード Link to this heading

先にAfterのグラフを表示するコードを示しておく。とても長いので折りたたんでいる。

Afterのグラフを表示するコード

from matplotlib import pyplot as plt
from numpy.typing import ArrayLike
from cycler import cycler

fontsize_title: float = 32.0
fontsize_label: float = 24.0
fontsize_legend: float = 24.0
fontsize_tick: float = 18.0

color_face: str = "#fafafa"
color_title: str = "#282828"
color_label: str = "#282828"
color_legend: str = "#282828"
color_grid: str = "#c0c0c0"
color_tick: str = "#424242"
colors: list[str] = [
    "#005aff",
    "#f6aa00",
    "#03af7a",
    "#ff4b00",
    "#9467bd",
    "#804000",
    "#ff8082",
    "#84919e",
    "#fff100",
    "#4dc4ff",
]
focus_indexes: list[int] = [1]
focus_color: str = colors[1]
not_focus_color: str = "#c3c3c3"

plt.rcParams["font.family"] = "Ricty diminished"

data_num: int = len(y_data)
colors: list[str] = [not_focus_color] * data_num
z_orders: list[int] = [1] * data_num
font_weights: list[str] = ["normal"] * data_num

if focus_indexes is not None and 0 < len(focus_indexes):
    for index, focus_index in enumerate(focus_indexes):
        if data_num <= focus_index:
            raise ValueError(f'"focus_index" {focus_index} is out of range.')
        colors[focus_index] = focus_color
        z_orders[focus_index] = 2
        font_weights[focus_index] = "bold"

fig = plt.figure(facecolor=color_face)
ax = fig.add_subplot(111)
ax.set_facecolor(color_face)
ax.set_prop_cycle(cycler("color", colors))
for index, y in enumerate(y_data):
    ax.plot(
        x_data,
        y,
        linewidth=3.0,
        marker="o",
        markersize=8.0,
        zorder=z_orders[index],
    )
ax.set_title(
    title,
    fontsize=fontsize_title,
    pad=fontsize_title * 0.75,
    color=color_title,
    y=-0.45,
)
ax.set_xlabel(
    x_label,
    fontsize=fontsize_label,
    labelpad=fontsize_label * 0.75,
    color=color_label,
)
ax.set_ylabel(
    y_label,
    fontsize=fontsize_label,
    labelpad=fontsize_label * 0.75,
    color=color_label,
)
for index, legend in enumerate(legends):
    x_loc: float = (len(x_data) - 1.0) + len(x_data) * 0.04
    ax.text(
        x_loc,
        ax.lines[index].get_data()[1][-1],
        legend,
        color=colors[index],
        va="center",
        fontsize=fontsize_legend,
        fontweight=font_weights[index],
        zorder=z_orders[index],
    )
ax.tick_params(axis="x", labelsize=fontsize_tick, pad=4.5, colors=color_tick)
ax.tick_params(axis="y", labelsize=fontsize_tick, pad=4.5, colors=color_tick)
ax.grid(True, which="both", color=color_grid)
ax.set_axisbelow(True)
ax.tick_params(which="both", direction="in")
ax.spines["top"].set_visible(False)
ax.spines["right"].set_visible(False)
ax.spines["left"].set_linewidth(1.0)
ax.spines["bottom"].set_linewidth(1.0)
ax.spines["left"].set_color(color_tick)
ax.spines["bottom"].set_color(color_tick)
fig.show()
fig.savefig(
    f"result/012.png",
    bbox_inches="tight",
    pad_inches=0.1,
)

変遷の過程は次のとおりである。

1. フォント 2. 線の幅とマーカーサイズ 3. 補助線

4. 枠を消す 5. 枠線を太く 6. 目盛りを内側に

7. 凡例を埋め込む 8. 文字の大きさ 9. 文字とグラフの間隔

10. 色 11. あるデータだけ強調 12. タイトルを下に

本稿で初期設定する値 Link to this heading

使うパッケージは次のとおりである。

from matplotlib import pyplot as plt
from numpy.typing import ArrayLike
from cycler import cycler

本稿のすべてのグラフについて、グラフとして表示するデータは下記とする。

グラフに表示するデータ
y_data: ArrayLike = [
    [80, 70, 60, 90, 70],
    [50, 60, 70, 80, 90],
    [90, 95, 90, 80, 100],
]
x_data: ArrayLike = ["April", "May", "June", "July", "August"]
legends: ArrayLike = ["A", "B", "C"]
title: str = "Test Scores"
x_label: str = "Month held"
y_label: str = "Score [points]"

グラフの改変過程 Link to this heading

デフォルトのグラフ Link to this heading

Beforeのグラフを表示するコード。matplotlibで特に何も設定せずグラフを描くとこうなる。

Beforeのグラフを表示するコード
fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111)
for y in y_data:
    ax.plot(x_data, y, marker="o")
ax.set_title(title)
ax.set_xlabel(x_label)
ax.set_ylabel(y_label)
ax.legend(legends)
fig.show()
fig.savefig(f"result/000.png")

デフォルトのグラフ

フォントを変更する Link to this heading

プレゼンで使うフォントと、グラフで使うフォントを統一する。 筆者はコードの表示にRicty diminished を使うため、それに合わせている。

追加したコード
plt.rcParams["font.family"] = "Ricty diminished"
フォントを変更したコード全体

plt.rcParams["font.family"] = "Ricty diminished"

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111)
for y in y_data:
    ax.plot(x_data, y, marker="o")
ax.set_title(title)
ax.set_xlabel(x_label)
ax.set_ylabel(y_label)
ax.legend(legends)
fig.show()
fig.savefig(f"result/001.png")

Before : デフォルトのグラフ After : フォントを変更したグラフ

線の幅とマーカーの大きさを変更する Link to this heading

線の幅とマーカーの大きさを見やすいサイズに変更する。

変更したコード
for y in y_data:
    ax.plot(x_data, y, linewidth=3.0, marker="o", markersize=8.0)
線の幅とマーカーの大きさを変更したコード全体

plt.rcParams["font.family"] = "Ricty diminished"

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111)
for y in y_data:
    ax.plot(x_data, y, linewidth=3.0, marker="o", markersize=8.0)
ax.set_title(title)
ax.set_xlabel(x_label)
ax.set_ylabel(y_label)
ax.legend(legends)
fig.show()
fig.savefig(f"result/002.png")

Before : フォントを変更したグラフ After : 線の幅とマーカーの大きさを変更したグラフ

補助線を引く Link to this heading

具体的数値をきちんと示したいグラフの場合は、補助線を引いたほうが見やすくなる。

追加したコード
ax.grid(True, which="both")
ax.set_axisbelow(True)  # グラフの上に補助線が来ないようにする
補助線を引いたコード全体

plt.rcParams["font.family"] = "Ricty diminished"

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111)
for y in y_data:
    ax.plot(x_data, y, linewidth=3.0, marker="o", markersize=8.0)
ax.set_title(title)
ax.set_xlabel(x_label)
ax.set_ylabel(y_label)
ax.legend(legends)
ax.grid(True, which="both")
ax.set_axisbelow(True)
fig.show()
fig.savefig(f"result/003.png")

Before : 線の幅とマーカーの大きさを変更したグラフ After : 補助線を引いたグラフ

枠を消す Link to this heading

上と右の枠線を消す。これだけでも見た目がシンプルになる。 もし数値が重要でないなら、補助線を引かず、左の枠線も消すとよりよくなる。

追加したコード
ax.spines["top"].set_visible(False)
ax.spines["right"].set_visible(False)
枠を消したコード全体

plt.rcParams["font.family"] = "Ricty diminished"

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111)
for y in y_data:
    ax.plot(x_data, y, linewidth=3.0, marker="o", markersize=8.0)
ax.set_title(title)
ax.set_xlabel(x_label)
ax.set_ylabel(y_label)
ax.legend(legends)
ax.grid(True, which="both")
ax.set_axisbelow(True)
ax.spines["top"].set_visible(False)
ax.spines["right"].set_visible(False)
fig.show()
fig.savefig(f"result/004.png")

Before : 補助線を引いたグラフ After : 枠を消したグラフ

枠線を太くする Link to this heading

逆に表示する枠線は、枠線が引いてあるのがわかりやすくなるよう太くする。

追加したコード
ax.spines["left"].set_linewidth(1.0)
ax.spines["bottom"].set_linewidth(1.0)
枠線を太くしたコード全体

plt.rcParams["font.family"] = "Ricty diminished"

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111)
for y in y_data:
    ax.plot(x_data, y, linewidth=3.0, marker="o", markersize=8.0)
ax.set_title(title)
ax.set_xlabel(x_label)
ax.set_ylabel(y_label)
ax.legend(legends)
ax.grid(True, which="both")
ax.set_axisbelow(True)
ax.spines["top"].set_visible(False)
ax.spines["right"].set_visible(False)
ax.spines["left"].set_linewidth(1.0)
ax.spines["bottom"].set_linewidth(1.0)
fig.show()
fig.savefig(f"result/005.png")

Before : 枠を消したグラフ After : 枠線を太くしたグラフ

目盛りを内側にする Link to this heading

デフォルトでは外側になっている目盛り線を内側にする。 正直これは好みだと思う。

追加したコード
ax.tick_params(which="both", direction="in")
目盛りを内側にしたコード全体

plt.rcParams["font.family"] = "Ricty diminished"

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111)
for y in y_data:
    ax.plot(x_data, y, linewidth=3.0, marker="o", markersize=8.0)
ax.set_title(title)
ax.set_xlabel(x_label)
ax.set_ylabel(y_label)
ax.legend(legends)
ax.grid(True, which="both")
ax.set_axisbelow(True)
ax.tick_params(which="both", direction="in")
ax.spines["top"].set_visible(False)
ax.spines["right"].set_visible(False)
ax.spines["left"].set_linewidth(1.0)
ax.spines["bottom"].set_linewidth(1.0)
fig.show()
fig.savefig(f"result/006.png")

Before : 枠線を太くしたグラフ After : 目盛りを内側にしたグラフ

凡例をグラフに埋め込む Link to this heading

プレゼンでは、凡例とグラフを行ったり来たりするのはあまりよくない。そのため、凡例をグラフに埋め込む。

削除したコード
# ax.legend(legends)
追加したコード
colors = plt.rcParams["axes.prop_cycle"].by_key()["color"]
for index, legend in enumerate(legends):
    x_loc: float = (len(x_data) - 1.0) + len(x_data) * 0.04
    ax.text(
        x_loc,
        ax.lines[index].get_data()[1][-1],
        legend,
        color=colors[index],
        va="center",
    )
凡例をグラフに埋め込んだコード全体

colors = plt.rcParams["axes.prop_cycle"].by_key()["color"]

plt.rcParams["font.family"] = "Ricty diminished"

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111)
for y in y_data:
    ax.plot(x_data, y, linewidth=3.0, marker="o", markersize=8.0)
ax.set_title(title)
ax.set_xlabel(x_label)
ax.set_ylabel(y_label)
# ax.legend(legends)
for index, legend in enumerate(legends):
    x_loc: float = (len(x_data) - 1.0) + len(x_data) * 0.04
    ax.text(
        x_loc,
        ax.lines[index].get_data()[1][-1],
        legend,
        color=colors[index],
        va="center",
    )
ax.grid(True, which="both")
ax.set_axisbelow(True)
ax.tick_params(which="both", direction="in")
ax.spines["top"].set_visible(False)
ax.spines["right"].set_visible(False)
ax.spines["left"].set_linewidth(1.0)
ax.spines["bottom"].set_linewidth(1.0)
fig.show()
fig.savefig(f"result/007.png")

Before : 目盛りを内側にしたグラフ After : 凡例を埋め込んだグラフ

文字の大きさを変更する Link to this heading

文字の大きさを見やすいように変更する。

追加したコード
fontsize_title: float = 32.0
fontsize_label: float = 24.0
fontsize_legend: float = 24.0
fontsize_tick: float = 18.0
変更したコード
ax.set_title(title, fontsize=fontsize_title)
ax.set_xlabel(x_label, fontsize=fontsize_label)
ax.set_ylabel(y_label, fontsize=fontsize_label)
for index, legend in enumerate(legends):
    x_loc: float = (len(x_data) - 1.0) + len(x_data) * 0.04
    ax.text(
        x_loc,
        ax.lines[index].get_data()[1][-1],
        legend,
        color=colors[index],
        va="center",
        fontsize=fontsize_legend,
    )
ax.tick_params(axis="x", labelsize=fontsize_tick)
ax.tick_params(axis="y", labelsize=fontsize_tick)

なお、文字の大きさを変更すると、fig.savefigで保存した際に見切れてしまう。 それを阻止するために、fig.savefigする際は下記を追記する。

変更したコード
fig.savefig(
    f"result/008.png",
    bbox_inches="tight",
    pad_inches=0.1,
)
文字の大きさを変更したコード全体

fontsize_title: float = 32.0
fontsize_label: float = 24.0
fontsize_legend: float = 24.0
fontsize_tick: float = 18.0

colors = plt.rcParams["axes.prop_cycle"].by_key()["color"]

plt.rcParams["font.family"] = "Ricty diminished"

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111)
for y in y_data:
    ax.plot(x_data, y, linewidth=3.0, marker="o", markersize=8.0)
ax.set_title(title, fontsize=fontsize_title)
ax.set_xlabel(x_label, fontsize=fontsize_label)
ax.set_ylabel(y_label, fontsize=fontsize_label)
for index, legend in enumerate(legends):
    x_loc: float = (len(x_data) - 1.0) + len(x_data) * 0.04
    ax.text(
        x_loc,
        ax.lines[index].get_data()[1][-1],
        legend,
        color=colors[index],
        va="center",
        fontsize=fontsize_legend,
    )
ax.tick_params(axis="x", labelsize=fontsize_tick)
ax.tick_params(axis="y", labelsize=fontsize_tick)
ax.grid(True, which="both")
ax.set_axisbelow(True)
ax.tick_params(which="both", direction="in")
ax.spines["top"].set_visible(False)
ax.spines["right"].set_visible(False)
ax.spines["left"].set_linewidth(1.0)
ax.spines["bottom"].set_linewidth(1.0)
fig.show()
fig.savefig(
    f"result/008.png",
    bbox_inches="tight",
    pad_inches=0.1,
)

Before : 凡例を埋め込んだグラフ After : 文字の大きさを変更したグラフ

文字とグラフの間隔を変更する Link to this heading

文字とグラフが詰まっている感じをなくす。

変更したコード
ax.set_title(title, fontsize=fontsize_title, pad=fontsize_title * 0.75)
ax.set_xlabel(x_label, fontsize=fontsize_label, labelpad=fontsize_label * 0.75)
ax.set_ylabel(y_label, fontsize=fontsize_label, labelpad=fontsize_label * 0.75)

ax.tick_params(axis="x", labelsize=fontsize_tick, pad=4.5)
ax.tick_params(axis="y", labelsize=fontsize_tick, pad=4.5)
文字とグラフの間隔を変更したコード全体

fontsize_title: float = 32.0
fontsize_label: float = 24.0
fontsize_legend: float = 24.0
fontsize_tick: float = 18.0

colors = plt.rcParams["axes.prop_cycle"].by_key()["color"]

plt.rcParams["font.family"] = "Ricty diminished"

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111)
for y in y_data:
    ax.plot(x_data, y, linewidth=3.0, marker="o", markersize=8.0)
ax.set_title(title, fontsize=fontsize_title, pad=fontsize_title * 0.75)
ax.set_xlabel(x_label, fontsize=fontsize_label, labelpad=fontsize_label * 0.75)
ax.set_ylabel(y_label, fontsize=fontsize_label, labelpad=fontsize_label * 0.75)
for index, legend in enumerate(legends):
    x_loc: float = (len(x_data) - 1.0) + len(x_data) * 0.04
    ax.text(
        x_loc,
        ax.lines[index].get_data()[1][-1],
        legend,
        color=colors[index],
        va="center",
        fontsize=fontsize_legend,
    )
ax.tick_params(axis="x", labelsize=fontsize_tick, pad=4.5)
ax.tick_params(axis="y", labelsize=fontsize_tick, pad=4.5)
ax.grid(True, which="both")
ax.set_axisbelow(True)
ax.tick_params(which="both", direction="in")
ax.spines["top"].set_visible(False)
ax.spines["right"].set_visible(False)
ax.spines["left"].set_linewidth(1.0)
ax.spines["bottom"].set_linewidth(1.0)
fig.show()
fig.savefig(
    f"result/009.png",
    bbox_inches="tight",
    pad_inches=0.1,
)

Before : 文字の大きさを変更したグラフ After : 文字とグラフの間隔を変更したグラフ

色を変更する Link to this heading

背景色やグラフの色などを見やすい色に変更する。

今回、グラフの色には、カラーユニバーサルデザイン推奨配色セット制作委員会 により制作された、カラーユニバーサルデザイン推奨配色セットver.4 を採用した1。

削除したコード
# colors = plt.rcParams["axes.prop_cycle"].by_key()["color"]
追加したコード
color_face: str = "#fafafa"
color_title: str = "#282828"
color_label: str = "#282828"
color_legend: str = "#282828"
color_grid: str = "#c0c0c0"
color_tick: str = "#424242"
colors: list[str] = [
    "#005aff",
    "#f6aa00",
    "#03af7a",
    "#ff4b00",
    "#9467bd",
    "#804000",
    "#ff8082",
    "#84919e",
    "#fff100",
    "#4dc4ff",
]

ax.spines["left"].set_color(color_tick)
ax.spines["bottom"].set_color(color_tick)
変更したコード
fig = plt.figure(facecolor=color_face)
ax = fig.add_subplot(111)
ax.set_facecolor(color_face)
ax.set_prop_cycle(cycler("color", colors))

ax.set_title(
    title,
    fontsize=fontsize_title,
    pad=fontsize_title * 0.75,
    color=color_title,
)
ax.set_xlabel(
    x_label,
    fontsize=fontsize_label,
    labelpad=fontsize_label * 0.75,
    color=color_label,
)
ax.set_ylabel(
    y_label,
    fontsize=fontsize_label,
    labelpad=fontsize_label * 0.75,
    color=color_label,
)

ax.tick_params(axis="x", labelsize=fontsize_tick, pad=4.5, colors=color_tick)
ax.tick_params(axis="y", labelsize=fontsize_tick, pad=4.5, colors=color_tick)
ax.grid(True, which="both", color=color_grid)
色を変更したコード全体

fontsize_title: float = 32.0
fontsize_label: float = 24.0
fontsize_legend: float = 24.0
fontsize_tick: float = 18.0

color_face: str = "#fafafa"
color_title: str = "#282828"
color_label: str = "#282828"
color_legend: str = "#282828"
color_grid: str = "#c0c0c0"
color_tick: str = "#424242"
# NOTE: Reference :
# https://www3.dic-global.com/dic-graphics/navi/color/pdf/cud_guidebook.pdf
colors: list[str] = [
    "#005aff",
    "#f6aa00",
    "#03af7a",
    "#ff4b00",
    "#9467bd",
    "#804000",
    "#ff8082",
    "#84919e",
    "#fff100",
    "#4dc4ff",
]

plt.rcParams["font.family"] = "Ricty diminished"

fig = plt.figure(facecolor=color_face)
ax = fig.add_subplot(111)
ax.set_facecolor(color_face)
ax.set_prop_cycle(cycler("color", colors))
for y in y_data:
    ax.plot(x_data, y, linewidth=3.0, marker="o", markersize=8.0)
ax.set_title(
    title,
    fontsize=fontsize_title,
    pad=fontsize_title * 0.75,
    color=color_title,
)
ax.set_xlabel(
    x_label,
    fontsize=fontsize_label,
    labelpad=fontsize_label * 0.75,
    color=color_label,
)
ax.set_ylabel(
    y_label,
    fontsize=fontsize_label,
    labelpad=fontsize_label * 0.75,
    color=color_label,
)
for index, legend in enumerate(legends):
    x_loc: float = (len(x_data) - 1.0) + len(x_data) * 0.04
    ax.text(
        x_loc,
        ax.lines[index].get_data()[1][-1],
        legend,
        color=colors[index],
        va="center",
        fontsize=fontsize_legend,
    )
ax.tick_params(axis="x", labelsize=fontsize_tick, pad=4.5, colors=color_tick)
ax.tick_params(axis="y", labelsize=fontsize_tick, pad=4.5, colors=color_tick)
ax.grid(True, which="both", color=color_grid)
ax.set_axisbelow(True)
ax.tick_params(which="both", direction="in")
ax.spines["top"].set_visible(False)
ax.spines["right"].set_visible(False)
ax.spines["left"].set_linewidth(1.0)
ax.spines["bottom"].set_linewidth(1.0)
ax.spines["left"].set_color(color_tick)
ax.spines["bottom"].set_color(color_tick)
fig.show()
fig.savefig(
    f"result/010.png",
    bbox_inches="tight",
    pad_inches=0.1,
)

Before : 文字とグラフの間隔を変更したグラフ After : 色を変更したグラフ

あるデータだけ強調する Link to this heading

折れ線グラフの中で注目してほしいデータにだけ色を付ける。 こうすることで、グラフによるメッセージを明確にしやすくなる。

追加したコード
focus_indexes: list[int] = [1]
focus_color: str = colors[1]
not_focus_color: str = "#c3c3c3"

data_num: int = len(y_data)
colors: list[str] = [not_focus_color] * data_num
z_orders: list[int] = [1] * data_num
font_weights: list[str] = ["normal"] * data_num

if focus_indexes is not None and 0 < len(focus_indexes):
    for index, focus_index in enumerate(focus_indexes):
        if data_num <= focus_index:
            raise ValueError(f'"focus_index" {focus_index} is out of range.')
        colors[focus_index] = focus_color
        z_orders[focus_index] = 2
        font_weights[focus_index] = "bold"
変更したコード
for index, y in enumerate(y_data):
    ax.plot(
        x_data,
        y,
        linewidth=3.0,
        marker="o",
        markersize=8.0,
        zorder=z_orders[index],
    )

for index, legend in enumerate(legends):
    x_loc: float = (len(x_data) - 1.0) + len(x_data) * 0.04
    ax.text(
        x_loc,
        ax.lines[index].get_data()[1][-1],
        legend,
        color=colors[index],
        va="center",
        fontsize=fontsize_legend,
        fontweight=font_weights[index],
        zorder=z_orders[index],
    )
あるデータだけ強調したコード全体

fontsize_title: float = 32.0
fontsize_label: float = 24.0
fontsize_legend: float = 24.0
fontsize_tick: float = 18.0

color_face: str = "#fafafa"
color_title: str = "#282828"
color_label: str = "#282828"
color_legend: str = "#282828"
color_grid: str = "#c0c0c0"
color_tick: str = "#424242"
colors: list[str] = [
    "#005aff",
    "#f6aa00",
    "#03af7a",
    "#ff4b00",
    "#9467bd",
    "#804000",
    "#ff8082",
    "#84919e",
    "#fff100",
    "#4dc4ff",
]
focus_indexes: list[int] = [1]
focus_color: str = colors[1]
not_focus_color: str = "#c3c3c3"

plt.rcParams["font.family"] = "Ricty diminished"

data_num: int = len(y_data)
colors: list[str] = [not_focus_color] * data_num
z_orders: list[int] = [1] * data_num
font_weights: list[str] = ["normal"] * data_num

if focus_indexes is not None and 0 < len(focus_indexes):
    for index, focus_index in enumerate(focus_indexes):
        if data_num <= focus_index:
            raise ValueError(f'"focus_index" {focus_index} is out of range.')
        colors[focus_index] = focus_color
        z_orders[focus_index] = 2
        font_weights[focus_index] = "bold"

fig = plt.figure(facecolor=color_face)
ax = fig.add_subplot(111)
ax.set_facecolor(color_face)
ax.set_prop_cycle(cycler("color", colors))
for index, y in enumerate(y_data):
    ax.plot(
        x_data,
        y,
        linewidth=3.0,
        marker="o",
        markersize=8.0,
        zorder=z_orders[index],
    )
ax.set_title(
    title,
    fontsize=fontsize_title,
    pad=fontsize_title * 0.75,
    color=color_title,
)
ax.set_xlabel(
    x_label,
    fontsize=fontsize_label,
    labelpad=fontsize_label * 0.75,
    color=color_label,
)
ax.set_ylabel(
    y_label,
    fontsize=fontsize_label,
    labelpad=fontsize_label * 0.75,
    color=color_label,
)
for index, legend in enumerate(legends):
    x_loc: float = (len(x_data) - 1.0) + len(x_data) * 0.04
    ax.text(
        x_loc,
        ax.lines[index].get_data()[1][-1],
        legend,
        color=colors[index],
        va="center",
        fontsize=fontsize_legend,
        fontweight=font_weights[index],
        zorder=z_orders[index],
    )
ax.tick_params(axis="x", labelsize=fontsize_tick, pad=4.5, colors=color_tick)
ax.tick_params(axis="y", labelsize=fontsize_tick, pad=4.5, colors=color_tick)
ax.grid(True, which="both", color=color_grid)
ax.set_axisbelow(True)
ax.tick_params(which="both", direction="in")
ax.spines["top"].set_visible(False)
ax.spines["right"].set_visible(False)
ax.spines["left"].set_linewidth(1.0)
ax.spines["bottom"].set_linewidth(1.0)
ax.spines["left"].set_color(color_tick)
ax.spines["bottom"].set_color(color_tick)
fig.show()
fig.savefig(
    f"result/011.png",
    bbox_inches="tight",
    pad_inches=0.1,
)

Before : 色を変更したグラフ After : あるデータだけ強調したグラフ

タイトルの位置を下にする Link to this heading

グラフのタイトルは下に表示するのが慣例であるため、タイトルの位置を上から下に変更する。

変更したコード
ax.set_title(
    title,
    fontsize=fontsize_title,
    pad=fontsize_title * 0.75,
    color=color_title,
    y=-0.45,
)

なお、matplotlibでは、タイトルの位置はグラフに対する相対位置でしか指定できない。 そのため、文字の大きさやグラフの大きさによってちょうどいいタイトルの位置は変化してしまう。 ゆえに、これに関しては、グラフごとに適宜指定するしかない。

タイトルの位置を下にしたコード全体

fontsize_title: float = 32.0
fontsize_label: float = 24.0
fontsize_legend: float = 24.0
fontsize_tick: float = 18.0

color_face: str = "#fafafa"
color_title: str = "#282828"
color_label: str = "#282828"
color_legend: str = "#282828"
color_grid: str = "#c0c0c0"
color_tick: str = "#424242"
colors: list[str] = [
    "#005aff",
    "#f6aa00",
    "#03af7a",
    "#ff4b00",
    "#9467bd",
    "#804000",
    "#ff8082",
    "#84919e",
    "#fff100",
    "#4dc4ff",
]
focus_indexes: list[int] = [1]
focus_color: str = colors[1]
not_focus_color: str = "#c3c3c3"

plt.rcParams["font.family"] = "Ricty diminished"

data_num: int = len(y_data)
colors: list[str] = [not_focus_color] * data_num
z_orders: list[int] = [1] * data_num
font_weights: list[str] = ["normal"] * data_num

if focus_indexes is not None and 0 < len(focus_indexes):
    for index, focus_index in enumerate(focus_indexes):
        if data_num <= focus_index:
            raise ValueError(f'"focus_index" {focus_index} is out of range.')
        colors[focus_index] = focus_color
        z_orders[focus_index] = 2
        font_weights[focus_index] = "bold"

fig = plt.figure(facecolor=color_face)
ax = fig.add_subplot(111)
ax.set_facecolor(color_face)
ax.set_prop_cycle(cycler("color", colors))
for index, y in enumerate(y_data):
    ax.plot(
        x_data,
        y,
        linewidth=3.0,
        marker="o",
        markersize=8.0,
        zorder=z_orders[index],
    )
ax.set_title(
    title,
    fontsize=fontsize_title,
    pad=fontsize_title * 0.75,
    color=color_title,
    y=-0.45,
)
ax.set_xlabel(
    x_label,
    fontsize=fontsize_label,
    labelpad=fontsize_label * 0.75,
    color=color_label,
)
ax.set_ylabel(
    y_label,
    fontsize=fontsize_label,
    labelpad=fontsize_label * 0.75,
    color=color_label,
)
for index, legend in enumerate(legends):
    x_loc: float = (len(x_data) - 1.0) + len(x_data) * 0.04
    ax.text(
        x_loc,
        ax.lines[index].get_data()[1][-1],
        legend,
        color=colors[index],
        va="center",
        fontsize=fontsize_legend,
        fontweight=font_weights[index],
        zorder=z_orders[index],
    )
ax.tick_params(axis="x", labelsize=fontsize_tick, pad=4.5, colors=color_tick)
ax.tick_params(axis="y", labelsize=fontsize_tick, pad=4.5, colors=color_tick)
ax.grid(True, which="both", color=color_grid)
ax.set_axisbelow(True)
ax.tick_params(which="both", direction="in")
ax.spines["top"].set_visible(False)
ax.spines["right"].set_visible(False)
ax.spines["left"].set_linewidth(1.0)
ax.spines["bottom"].set_linewidth(1.0)
ax.spines["left"].set_color(color_tick)
ax.spines["bottom"].set_color(color_tick)
fig.show()
fig.savefig(
    f"result/012.png",
    bbox_inches="tight",
    pad_inches=0.1,
)

Before : あるデータだけ強調したグラフ After : タイトルの位置を下にしたグラフ

最終的にできたコード Link to this heading

これで最初に示した結論と同じコードができた。とても長い。

Afterのグラフを表示するコード

from matplotlib import pyplot as plt
from numpy.typing import ArrayLike
from cycler import cycler

fontsize_title: float = 32.0
fontsize_label: float = 24.0
fontsize_legend: float = 24.0
fontsize_tick: float = 18.0

color_face: str = "#fafafa"
color_title: str = "#282828"
color_label: str = "#282828"
color_legend: str = "#282828"
color_grid: str = "#c0c0c0"
color_tick: str = "#424242"
colors: list[str] = [
    "#005aff",
    "#f6aa00",
    "#03af7a",
    "#ff4b00",
    "#9467bd",
    "#804000",
    "#ff8082",
    "#84919e",
    "#fff100",
    "#4dc4ff",
]
focus_indexes: list[int] = [1]
focus_color: str = colors[1]
not_focus_color: str = "#c3c3c3"

plt.rcParams["font.family"] = "Ricty diminished"

data_num: int = len(y_data)
colors: list[str] = [not_focus_color] * data_num
z_orders: list[int] = [1] * data_num
font_weights: list[str] = ["normal"] * data_num

if focus_indexes is not None and 0 < len(focus_indexes):
    for index, focus_index in enumerate(focus_indexes):
        if data_num <= focus_index:
            raise ValueError(f'"focus_index" {focus_index} is out of range.')
        colors[focus_index] = focus_color
        z_orders[focus_index] = 2
        font_weights[focus_index] = "bold"

fig = plt.figure(facecolor=color_face)
ax = fig.add_subplot(111)
ax.set_facecolor(color_face)
ax.set_prop_cycle(cycler("color", colors))
for index, y in enumerate(y_data):
    ax.plot(
        x_data,
        y,
        linewidth=3.0,
        marker="o",
        markersize=8.0,
        zorder=z_orders[index],
    )
ax.set_title(
    title,
    fontsize=fontsize_title,
    pad=fontsize_title * 0.75,
    color=color_title,
    y=-0.45,
)
ax.set_xlabel(
    x_label,
    fontsize=fontsize_label,
    labelpad=fontsize_label * 0.75,
    color=color_label,
)
ax.set_ylabel(
    y_label,
    fontsize=fontsize_label,
    labelpad=fontsize_label * 0.75,
    color=color_label,
)
for index, legend in enumerate(legends):
    x_loc: float = (len(x_data) - 1.0) + len(x_data) * 0.04
    ax.text(
        x_loc,
        ax.lines[index].get_data()[1][-1],
        legend,
        color=colors[index],
        va="center",
        fontsize=fontsize_legend,
        fontweight=font_weights[index],
        zorder=z_orders[index],
    )
ax.tick_params(axis="x", labelsize=fontsize_tick, pad=4.5, colors=color_tick)
ax.tick_params(axis="y", labelsize=fontsize_tick, pad=4.5, colors=color_tick)
ax.grid(True, which="both", color=color_grid)
ax.set_axisbelow(True)
ax.tick_params(which="both", direction="in")
ax.spines["top"].set_visible(False)
ax.spines["right"].set_visible(False)
ax.spines["left"].set_linewidth(1.0)
ax.spines["bottom"].set_linewidth(1.0)
ax.spines["left"].set_color(color_tick)
ax.spines["bottom"].set_color(color_tick)
fig.show()
fig.savefig(
    f"result/012.png",
    bbox_inches="tight",
    pad_inches=0.1,
)

最終的にできたグラフ

ちなみに Link to this heading

凡例を埋め込みたくない場合 Link to this heading

凡例をグラフに埋め込みたくない場合は、凡例を外に出すとよい。

削除したコード
# for index, legend in enumerate(legends):
#     x_loc: float = (len(x_data) - 1.0) + len(x_data) * 0.04
#     ax.text(
#         x_loc,
#         ax.lines[index].get_data()[1][-1],
#         legend,
#         color=colors[index],
#         va="center",
#         fontsize=fontsize_legend,
#         fontweight=font_weights[index],
#         zorder=z_orders[index],
#     )
追加したコード
ax.legend(
    legends,
    fancybox=False,
    bbox_to_anchor=(1.02, 1.0),
    loc="upper left",
    fontsize=fontsize_legend,
    facecolor=color_face,
    labelcolor=color_legend,
    edgecolor=color_tick,
    framealpha=1.0,
)

凡例を埋め込んだグラフ 凡例を埋め込まず外に出したグラフ

背景を透明にしたい場合 Link to this heading

背景をプレゼン資料の背景と合わせるには、背景色を指定するほかに、保存時に背景を透明にするという手もある。

変更したコード
fig.savefig(
    f"result/013-b.{fig_ext}",
    bbox_inches="tight",
    pad_inches=0.1,
    transparent=True,
)

背景色を指定したグラフ 背景を透明にしたグラフ

おわりに Link to this heading

この長々したコードをいちいちコピペして加工するのが面倒になったので、パッケージ化した 。 PyCoolPlot もいいぞ。

参考文献・URL Link to this heading

  1. これはカラーユニバーサルデザイン推奨配色セット ガイドブック 第2版 に載っている。 ↩︎

© 2022 - 2024 NakuRei
Hugo で構築されています。
テーマ Stack は Jimmy によって設計されています。