如何使用matplotlib創建具有連續軸的圖形？

Question

我正在嘗試創建交互式圖形。 我無法弄清楚如何繪制一個連續的二次圖-就像在軸上縮小/移動一樣，方程式在那里繪制，而不僅僅是在2個點之間，所以它是連續的。

到目前為止，我已經知道了。

import matplotlib.pyplot as plt

xcoord=[]
ycoord=[]

for x in range(0,10):
    y=(2*x)**2 + 2*x + 4
    xcoord.append(x)
    ycoord.append(y)

plt.plot(xcoord,ycoord)
plt.show()

Answer 1

Matplotlib不是繪制函數，而是指向。 當然，如果連續函數僅足夠密集，則可以用點近似。

放大圖時確實會發生問題，在這種情況下，以前的密集點將散布開，並且可以觀察到多邊形結構。 相反，縮小時，可能未在特定范圍之外評估函數，因此該圖將大部分保持空白。

一種解決方案是在每次軸限制更改時評估功能，尤其是在覆蓋整個軸范圍並且具有與像素一樣多的點的網格上。 我們可以從圖形尺寸和dpi找出像素數。

為了顯示效果，我在這里添加了一個幅度較小的正弦函數。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

func = lambda x: (2*x)**2 + 2*x + -4 + 0.2*np.sin(x*20)

fig, ax = plt.subplots()
ax.axis([-8,8,-100,400])
line, = ax.plot([])

def update(evt=None):
    xmin,xmax = ax.get_xlim()
    npoints = fig.get_size_inches()[0]*fig.dpi
    x = np.linspace(xmin, xmax, npoints)
    y = func(x)
    line.set_data(x,y)
    fig.canvas.draw_idle()

ax.callbacks.connect('xlim_changed', update)    
fig.canvas.mpl_connect("resize_event", update)
plt.show()

Answer 2

連續性很難復制，聽起來您需要的是增加繪圖密度。 更改循環並使用numpy

import numpy as np
numpy.linspace
import matplotlib.pyplot as plt

xcoord=[]
ycoord=[]

for x in np.linspace(0,10,1000):
    y=(2*x)**2 + 2*x + 4
    xcoord.append(x)
    ycoord.append(y)

plt.plot(xcoord,ycoord)
plt.show()

Answer 3

如果我理解您的問題，則希望基於當前軸的平移/縮放動態地重新計算繪圖的內容（坐標）。 這樣做需要使用事件處理來檢測軸極限的變化，然后使用這些極限之間的預定義數量的點重新計算坐標，最后相應地更新圖

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


def my_func(x):
    return (2 * x) ** 2 + 2 * x + 4


def on_lims_change(axes):
    xmin, xmax = axes.get_xlim()
    new_x = np.linspace(xmin, xmax, 1000)
    new_y = my_func(new_x)
    l.set_data(new_x, new_y)


fig, ax = plt.subplots()
xcoord = np.linspace(0, 10, 1000)
ycoord = my_func(xcoord)
l, = ax.plot(xcoord, ycoord, 'r-')

ax.callbacks.connect('xlim_changed', on_lims_change)
ax.callbacks.connect('ylim_changed', on_lims_change)

on_lims_change(ax)
plt.show()

致謝@ImportanceOfBeingErnest，以顯示如何在此答案中更改軸限制時連接事件處理程序