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スクロールホイールを使用したMatplotlibプロットズーム

カーソルがmatplotlibプロットの上にあるときにスクロールホイールをバインドしてズームイン/ズームアウトすることはできますか?

29
dimka

これは動作するはずです。スクロールすると、ポインターの位置を中心にグラフが再配置されます。

import matplotlib.pyplot as plt


def zoom_factory(ax,base_scale = 2.):
    def zoom_fun(event):
        # get the current x and y limits
        cur_xlim = ax.get_xlim()
        cur_ylim = ax.get_ylim()
        cur_xrange = (cur_xlim[1] - cur_xlim[0])*.5
        cur_yrange = (cur_ylim[1] - cur_ylim[0])*.5
        xdata = event.xdata # get event x location
        ydata = event.ydata # get event y location
        if event.button == 'up':
            # deal with zoom in
            scale_factor = 1/base_scale
        Elif event.button == 'down':
            # deal with zoom out
            scale_factor = base_scale
        else:
            # deal with something that should never happen
            scale_factor = 1
            print event.button
        # set new limits
        ax.set_xlim([xdata - cur_xrange*scale_factor,
                     xdata + cur_xrange*scale_factor])
        ax.set_ylim([ydata - cur_yrange*scale_factor,
                     ydata + cur_yrange*scale_factor])
        plt.draw() # force re-draw

    fig = ax.get_figure() # get the figure of interest
    # attach the call back
    fig.canvas.mpl_connect('scroll_event',zoom_fun)

    #return the function
    return zoom_fun

軸オブジェクトがあると仮定ax

 ax.plot(range(10))
 scale = 1.5
 f = zoom_factory(ax,base_scale = scale)

オプションの引数base_scaleを使用すると、スケールファクタを希望どおりに設定できます。

必ずfのコピーを保管してください。コールバックはweak-refを使用するため、fのコピーを保持しないと、ガベージコレクションされる可能性があります。

この回答を書いた後、私はこれを実際に非常に便利であると判断し、それを Gist に入れました

25
tacaswell

みんなありがとう、例はとても役に立ちました。散布図を操作するにはいくつかの変更を加える必要があり、左ボタンのドラッグによるパンを追加しました。うまくいけば、誰かがこれが役に立つと思うでしょう。

from matplotlib.pyplot import figure, show
import numpy

class ZoomPan:
    def __init__(self):
        self.press = None
        self.cur_xlim = None
        self.cur_ylim = None
        self.x0 = None
        self.y0 = None
        self.x1 = None
        self.y1 = None
        self.xpress = None
        self.ypress = None


    def zoom_factory(self, ax, base_scale = 2.):
        def zoom(event):
            cur_xlim = ax.get_xlim()
            cur_ylim = ax.get_ylim()

            xdata = event.xdata # get event x location
            ydata = event.ydata # get event y location

            if event.button == 'down':
                # deal with zoom in
                scale_factor = 1 / base_scale
            Elif event.button == 'up':
                # deal with zoom out
                scale_factor = base_scale
            else:
                # deal with something that should never happen
                scale_factor = 1
                print event.button

            new_width = (cur_xlim[1] - cur_xlim[0]) * scale_factor
            new_height = (cur_ylim[1] - cur_ylim[0]) * scale_factor

            relx = (cur_xlim[1] - xdata)/(cur_xlim[1] - cur_xlim[0])
            rely = (cur_ylim[1] - ydata)/(cur_ylim[1] - cur_ylim[0])

            ax.set_xlim([xdata - new_width * (1-relx), xdata + new_width * (relx)])
            ax.set_ylim([ydata - new_height * (1-rely), ydata + new_height * (rely)])
            ax.figure.canvas.draw()

        fig = ax.get_figure() # get the figure of interest
        fig.canvas.mpl_connect('scroll_event', zoom)

        return zoom

    def pan_factory(self, ax):
        def onPress(event):
            if event.inaxes != ax: return
            self.cur_xlim = ax.get_xlim()
            self.cur_ylim = ax.get_ylim()
            self.press = self.x0, self.y0, event.xdata, event.ydata
            self.x0, self.y0, self.xpress, self.ypress = self.press

        def onRelease(event):
            self.press = None
            ax.figure.canvas.draw()

        def onMotion(event):
            if self.press is None: return
            if event.inaxes != ax: return
            dx = event.xdata - self.xpress
            dy = event.ydata - self.ypress
            self.cur_xlim -= dx
            self.cur_ylim -= dy
            ax.set_xlim(self.cur_xlim)
            ax.set_ylim(self.cur_ylim)

            ax.figure.canvas.draw()

        fig = ax.get_figure() # get the figure of interest

        # attach the call back
        fig.canvas.mpl_connect('button_press_event',onPress)
        fig.canvas.mpl_connect('button_release_event',onRelease)
        fig.canvas.mpl_connect('motion_notify_event',onMotion)

        #return the function
        return onMotion


fig = figure()

ax = fig.add_subplot(111, xlim=(0,1), ylim=(0,1), autoscale_on=False)

ax.set_title('Click to zoom')
x,y,s,c = numpy.random.Rand(4,200)
s *= 200

ax.scatter(x,y,s,c)
scale = 1.1
zp = ZoomPan()
figZoom = zp.zoom_factory(ax, base_scale = scale)
figPan = zp.pan_factory(ax)
show()
14
seadoodude
def zoom(self, event, factor):
    curr_xlim = self.ax.get_xlim()
    curr_ylim = self.ax.get_ylim()

    new_width = (curr_xlim[1]-curr_ylim[0])*factor
    new_height= (curr_xlim[1]-curr_ylim[0])*factor

    relx = (curr_xlim[1]-event.xdata)/(curr_xlim[1]-curr_xlim[0])
    rely = (curr_ylim[1]-event.ydata)/(curr_ylim[1]-curr_ylim[0])

    self.ax.set_xlim([event.xdata-new_width*(1-relx),
                event.xdata+new_width*(relx)])
    self.ax.set_ylim([event.ydata-new_width*(1-rely),
                        event.ydata+new_width*(rely)])
    self.draw()

このわずかに変更されたコードの目的は、新しいズームセンターを基準にしたカーソルの位置を追跡することです。このようにして、中心以外の点で画像を拡大または縮小しても、同じ点に留まります。

5
RodericDay

どうもありがとう。これはうまくいきました。ただし、スケールが線形ではなくなったプロット(たとえば、対数プロット)の場合、これは失敗します。私はこれのために新しいバージョンを書きました。誰かのお役に立てば幸いです。

基本的に、[0,1]に正規化された座標軸を拡大します。したがって、xで2倍にズームインすると、[。25、.75]の範囲になりたいと思います。また、x軸の真上または真下にいる場合はxだけを拡大し、y軸のすぐ左または右にいる場合はyだけを拡大する機能も追加しました。これが必要ない場合は、zoomx = True、zoomy = Trueに設定し、ifステートメントを無視してください。

このリファレンスは、matplotlibが異なる座標系間でどのように変換するかを理解したい場合に非常に役立ちます。 http://matplotlib.org/users/transforms_tutorial.html

この関数は、Axes(self.ax)へのポインターを含むオブジェクト内にあります。

def zoom(self,event):
    '''This function zooms the image upon scrolling the mouse wheel.
    Scrolling it in the plot zooms the plot. Scrolling above or below the
    plot scrolls the x axis. Scrolling to the left or the right of the plot
    scrolls the y axis. Where it is ambiguous nothing happens. 
    NOTE: If expanding figure to subplots, you will need to add an extra
    check to make sure you are not in any other plot. It is not clear how to
    go about this.
    Since we also want this to work in loglog plot, we work in axes
    coordinates and use the proper scaling transform to convert to data
    limits.'''

    x = event.x
    y = event.y

    #convert pixels to axes
    tranP2A = self.ax.transAxes.inverted().transform
    #convert axes to data limits
    tranA2D= self.ax.transLimits.inverted().transform
    #convert the scale (for log plots)
    tranSclA2D = self.ax.transScale.inverted().transform

    if event.button == 'down':
        # deal with zoom in
        scale_factor = self.zoom_scale
    Elif event.button == 'up':
        # deal with zoom out
        scale_factor = 1 / self.zoom_scale
    else:
        # deal with something that should never happen
        scale_factor = 1

    #get my axes position to know where I am with respect to them
    xa,ya = tranP2A((x,y))
    zoomx = False
    zoomy = False 
    if(ya < 0):
        if(xa >= 0 and xa <= 1):
            zoomx = True
            zoomy = False
    Elif(ya <= 1):
        if(xa <0): 
            zoomx = False
            zoomy = True
        Elif(xa <= 1):
            zoomx = True
            zoomy = True
        else:
            zoomx = False
            zoomy = True
    else:
        if(xa >=0 and xa <= 1):
            zoomx = True
            zoomy = False

    new_alimx = (0,1)
    new_alimy = (0,1)
    if(zoomx):
        new_alimx = (np.array([1,1]) + np.array([-1,1])*scale_factor)*.5
    if(zoomy):
        new_alimy = (np.array([1,1]) + np.array([-1,1])*scale_factor)*.5

    #now convert axes to data
    new_xlim0,new_ylim0 = tranSclA2D(tranA2D((new_alimx[0],new_alimy[0])))
    new_xlim1,new_ylim1 = tranSclA2D(tranA2D((new_alimx[1],new_alimy[1])))

    #and set limits
    self.ax.set_xlim([new_xlim0,new_xlim1])
    self.ax.set_ylim([new_ylim0,new_ylim1])
    self.redraw()
2
julienl

数値プロットの「xのみ」または「yのみ」のモードが本当に好きです。 xキーとyキーをバインドして、ズームが一方向にのみ発生するようにすることができます。入力ボックスなどをクリックすると、キャンバスにフォーカスを戻す必要がある場合もあります-

canvas.mpl_connect('button_press_event', lambda event:canvas._tkcanvas.focus_set())

変更された残りのコードは次のとおりです。

from matplotlib.pyplot import figure, show
import numpy

class ZoomPan:
    def __init__(self):
        self.press = None
        self.cur_xlim = None
        self.cur_ylim = None
        self.x0 = None
        self.y0 = None
        self.x1 = None
        self.y1 = None
        self.xpress = None
        self.ypress = None
        self.xzoom = True
        self.yzoom = True
        self.cidBP = None
        self.cidBR = None
        self.cidBM = None
        self.cidKeyP = None
        self.cidKeyR = None
        self.cidScroll = None

    def zoom_factory(self, ax, base_scale = 2.):
        def zoom(event):
            cur_xlim = ax.get_xlim()
            cur_ylim = ax.get_ylim()

            xdata = event.xdata # get event x location
            ydata = event.ydata # get event y location
            if(xdata is None):
                return()
            if(ydata is None):
                return()

            if event.button == 'down':
                # deal with zoom in
                scale_factor = 1 / base_scale
            Elif event.button == 'up':
                # deal with zoom out
                scale_factor = base_scale
            else:
                # deal with something that should never happen
                scale_factor = 1
                print(event.button)

            new_width = (cur_xlim[1] - cur_xlim[0]) * scale_factor
            new_height = (cur_ylim[1] - cur_ylim[0]) * scale_factor

            relx = (cur_xlim[1] - xdata)/(cur_xlim[1] - cur_xlim[0])
            rely = (cur_ylim[1] - ydata)/(cur_ylim[1] - cur_ylim[0])

            if(self.xzoom):
                ax.set_xlim([xdata - new_width * (1-relx), xdata + new_width * (relx)])
            if(self.yzoom):
                ax.set_ylim([ydata - new_height * (1-rely), ydata + new_height * (rely)])
            ax.figure.canvas.draw()
            ax.figure.canvas.flush_events()

        def onKeyPress(event):
            if event.key == 'x':
                self.xzoom = True
                self.yzoom = False
            if event.key == 'y':
                self.xzoom = False
                self.yzoom = True

        def onKeyRelease(event):
            self.xzoom = True
            self.yzoom = True

        fig = ax.get_figure() # get the figure of interest

        self.cidScroll = fig.canvas.mpl_connect('scroll_event', zoom)
        self.cidKeyP = fig.canvas.mpl_connect('key_press_event',onKeyPress)
        self.cidKeyR = fig.canvas.mpl_connect('key_release_event',onKeyRelease)

        return zoom

    def pan_factory(self, ax):
        def onPress(event):
            if event.inaxes != ax: return
            self.cur_xlim = ax.get_xlim()
            self.cur_ylim = ax.get_ylim()
            self.press = self.x0, self.y0, event.xdata, event.ydata
            self.x0, self.y0, self.xpress, self.ypress = self.press


        def onRelease(event):
            self.press = None
            ax.figure.canvas.draw()

        def onMotion(event):
            if self.press is None: return
            if event.inaxes != ax: return
            dx = event.xdata - self.xpress
            dy = event.ydata - self.ypress
            self.cur_xlim -= dx
            self.cur_ylim -= dy
            ax.set_xlim(self.cur_xlim)
            ax.set_ylim(self.cur_ylim)

            ax.figure.canvas.draw()
            ax.figure.canvas.flush_events()

        fig = ax.get_figure() # get the figure of interest

        self.cidBP = fig.canvas.mpl_connect('button_press_event',onPress)
        self.cidBR = fig.canvas.mpl_connect('button_release_event',onRelease)
        self.cidBM = fig.canvas.mpl_connect('motion_notify_event',onMotion)
        # attach the call back

        #return the function
        return onMotion
2
johnml1135

これは、上記のコードにわずかな変更を加えることをお勧めします。これにより、ズームの中心を維持しやすくなります。

    cur_xrange = (cur_xlim[1] - cur_xlim[0])*.5
    cur_yrange = (cur_ylim[1] - cur_ylim[0])*.5
    xmouse = event.xdata # get event x location                                                                                                                                                                                                                            
    ymouse = event.ydata # get event y location                                                                                                                                                                                                                            
    cur_xcentre = (cur_xlim[1] + cur_xlim[0])*.5
    cur_ycentre = (cur_ylim[1] + cur_ylim[0])*.5
    xdata = cur_xcentre+ 0.25*(xmouse-cur_xcentre)
    ydata = cur_ycentre+ 0.25*(ymouse-cur_ycentre)
1
Robbie

tacaswellの答えを「スムーズ」にする

def zoom_factory(ax, base_scale=2.):
    prex = 0
    prey = 0
    prexdata = 0
    preydata = 0

    def zoom_fun(event):
        nonlocal prex, prey, prexdata, preydata
        curx = event.x
        cury = event.y

        # if not changed mouse position(or changed so little)
        # remain the pre scale center
        if abs(curx - prex) < 10 and abs(cury - prey) < 10:
            # remain same
            xdata = prexdata
            ydata = preydata
        # if changed mouse position ,also change the cur scale center
        else:
            # change
            xdata = event.xdata  # get event x location
            ydata = event.ydata  # get event y location

            # update previous location data
            prex = event.x
            prey = event.y
            prexdata = xdata
            preydata = ydata

        # get the current x and y limits
        cur_xlim = ax.get_xlim()
        cur_ylim = ax.get_ylim()

        cur_xrange = (cur_xlim[1] - cur_xlim[0]) * .5
        cur_yrange = (cur_ylim[1] - cur_ylim[0]) * .5

        # log.debug((xdata, ydata))
        if event.button == 'up':
            # deal with zoom in
            scale_factor = 1 / base_scale
        Elif event.button == 'down':
            # deal with zoom out
            scale_factor = base_scale
        else:
            # deal with something that should never happen
            scale_factor = 1
            print(event.button)
        # set new limits
        ax.set_xlim([
            xdata - cur_xrange * scale_factor,
            xdata + cur_xrange * scale_factor
        ])
        ax.set_ylim([
            ydata - cur_yrange * scale_factor,
            ydata + cur_yrange * scale_factor
        ])
        plt.draw()  # force re-draw

    fig = ax.get_figure()  # get the figure of interest
    # attach the call back
    fig.canvas.mpl_connect('scroll_event', zoom_fun)

    # return the function
    return zoom_fun
0
ZX1209

ax.set_xlim()およびax.set_ylim()を使用した他の回答は、軸の設定が遅い図に対して満足できるユーザーエクスペリエンスを提供しませんでした。 (私にとっては、これはpcolormeshを使用したAxesでした)ax.drag_pan()メソッドははるかに高速であり、ほとんどの場合により適していると思います。

def mousewheel_move( event):
    ax=event.inaxes
    ax._pan_start = types.SimpleNamespace(
            lim=ax.viewLim.frozen(),
            trans=ax.transData.frozen(),
            trans_inverse=ax.transData.inverted().frozen(),
            bbox=ax.bbox.frozen(),
            x=event.x,
            y=event.y)
    if event.button == 'up':
        ax.drag_pan(3, event.key, event.x+10, event.y+10)
    else: #event.button == 'down':
        ax.drag_pan(3, event.key, event.x-10, event.y-10)
    fig=ax.get_figure()
    fig.canvas.draw_idle()

次に、フィギュアを次のように接続します。

fig.canvas.mpl_connect('scroll_event',mousewheel_move)

TkAggバックエンドとpython 3.6を使用してmatplotlib 3.0.2でテスト

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trygvrad