Matplotlib 3.4.0 的新特性 (2021年3月26日)#

要查看自上次修订以来的所有问题和拉取请求列表,请参阅 GitHub 统计数据为 3.9.2 版本(2024年8月12日)

图形和轴的创建 / 管理#

新的子图功能#

新的 figure.Figure.add_subfigurefigure.Figure.subfigures 功能允许在图形内部创建虚拟图形。类似的嵌套之前是通过嵌套的网格规格(参见 嵌套的网格规格)完成的。然而,这并不允许仅与每个子网格规格相关的局部图形艺术家(例如,颜色条或总标题)。

新的方法 figure.Figure.add_subfigurefigure.Figure.subfigures 旨在与 figure.Figure.add_subplotfigure.Figure.subplots 押韵,并且具有大多数相同的参数。

更多详情请参见 图子图

备注

自v3.4起,子图功能是实验性API。

(Source code, 2x.png, png)

subplot_mosaic 的单行字符串表示法#

Figure.subplot_mosaicpyplot.subplot_mosaic 现在接受单行字符串,使用分号来分隔行。即,:

plt.subplot_mosaic(
    """
    AB
    CC
    """)

可以简写为:

plt.subplot_mosaic("AB;CC")

(Source code, 2x.png, png)

Axes 创建方法 (gca, add_axes, add_subplot) 的行为变化#

创建新 Axes 的函数(pyplot.axespyplot.subplotfigure.Figure.add_axesfigure.Figure.add_subplot)的行为已更改。过去,这些函数会检测你是否尝试使用与当前 Figure 中已存在的 Axes 相同的参数来创建 Axes,如果是,它们将返回现有的 Axes。现在,pyplot.axesfigure.Figure.add_axesfigure.Figure.add_subplot 将始终创建新的 Axes。pyplot.subplot 将继续重用具有匹配子图规格和相等 kwargs 的现有 Axes。

相应地,获取当前 Axes 的函数(pyplot.gca, figure.Figure.gca)的行为已经改变。过去,这些函数接受关键字参数。如果关键字参数与已存在的 Axes 匹配,则返回该 Axes,否则会使用这些关键字参数创建新的 Axes。现在,只有在当前图形中完全没有 Axes 的情况下,才会考虑关键字参数。在未来的版本中,这些函数将完全不接受关键字参数。

add_subplot/add_axes 增加了一个 axes_class 参数#

特别是,mpl_toolkits 的 Axes 子类现在可以通过惯用方式使用,例如 fig.add_subplot(axes_class=mpl_toolkits.axislines.Axes)

Subplot 和 subplot2grid 现在可以与约束布局一起工作#

constrained_layout 依赖于图表上每个逻辑布局的单个 GridSpec。以前,pyplot.subplotpyplot.subplot2grid 每次调用时都会添加一个新的 GridSpec,因此与 constrained_layout 不兼容。

现在 subplot 尝试重用 GridSpec ,如果行数和列数与图表中已有的顶级 GridSpec 相同,即 plt.subplot(2, 1, 2) 将使用与 plt.subplot(2, 1, 1) 相同的 GridSpec,并且 constrained_layout=True 选项将适用于 Figure

相比之下,混合使用 nrowsncols不会constrained_layout 一起工作:plt.subplot(2, 2, 1) 之后是 plt.subplots(2, 1, 2) 仍将生成两个 GridSpec,并且 constrained_layout=True 将产生不良结果。为了获得所需的效果,第二次调用可以指定第二个 Axes 所覆盖的单元格:plt.subplots(2, 2, (2, 4)),或者可以使用更 Pythonic 的 plt.subplot2grid((2, 2), (0, 1), rowspan=2)

绘图方法#

axline 支持 transform 参数#

axline 现在支持 transform 参数,该参数应用于点 xy1, xy2*slope*(如果给出)始终在数据坐标中。

例如,这可以与 ax.transAxes 一起使用来绘制具有固定斜率的线条。在下面的图中,线条穿过两个 Axes 上的同一点,尽管它们显示的数据范围不同。

fig, axs = plt.subplots(1, 2)

for i, ax in enumerate(axs):
    ax.axline((0.25, 0), slope=2, transform=ax.transAxes)
    ax.set(xlim=(i, i+5), ylim=(i, i+5))

(Source code, 2x.png, png)

新的条形图自动标签#

新增了 Axes.bar_label 方法,用于自动标注条形图。

../../_images/sphx_glr_bar_label_demo_001.png

新自动标签的示例。#

可以为 barbarh 指定一系列的填充样式。#

与某些其他矩形属性类似,现在可以将一系列填充样式传递给 barbarh,以便创建具有不同填充样式的条形图,例如。

(Source code, 2x.png, png)

设置 BarContainer 方向#

BarContainer 现在接受一个新的字符串参数 orientation。它可以是 'vertical''horizontal',默认是 None

等高线图现在默认使用 ScalarFormatter#

在等高线绘制调用中传递 fmt="%1.3f" 以恢复旧的默认标签格式。

Axes.errorbar 正确循环非颜色属性#

以前,如果明确指定了颜色,即使属性循环器用于其他属性(如线型),Axes.errorbar 也会错误地跳过 Axes 属性循环。现在,Axes.errorbar 将像 Axes.plot 那样推进 Axes 属性循环,即只要循环器中的所有属性没有被明确传递。

例如,以下将循环遍历线条样式:

x = np.arange(0.1, 4, 0.5)
y = np.exp(-x)
offsets = [0, 1]

plt.rcParams['axes.prop_cycle'] = plt.cycler('linestyle', ['-', '--'])

fig, ax = plt.subplots()
for offset in offsets:
    ax.errorbar(x, y + offset, xerr=0.1, yerr=0.3, fmt='tab:blue')

(Source code, 2x.png, png)

errorbarerrorevery 参数与 markevery 匹配#

类似于 plotmarkevery 参数,errorbarerrorevery 参数现在接受切片和 NumPy 花式索引(必须与 x 的大小匹配)。

(Source code, 2x.png, png)

hexbin 支持 C 参数的数据引用#

xy 参数一样,Axes.hexbin 现在支持使用数据引用传递 C 参数。

data = {
    'a': np.random.rand(1000),
    'b': np.random.rand(1000),
    'c': np.random.rand(1000),
}

fig, ax = plt.subplots()
ax.hexbin('a', 'b', C='c', data=data, gridsize=10)

(Source code, 2x.png, png)

支持用于Sankey标签格式化的可调用对象#

matplotlib.sankey.Sankeyformat 参数现在可以接受可调用对象。

这允许使用任意函数来标记流,例如允许将数字映射到表情符号。

(Source code, 2x.png, png)

Axes.spines 访问快捷方式#

Axes.spines 现在是一个专用的容器类 Spines ,用于一组 Spine ,而不是 OrderedDict 。除了类似字典的访问方式,Axes.spines 现在还支持一些类似 pandas.Series 的功能。

通过项目或属性访问单个元素:

ax.spines['top'].set_visible(False)
ax.spines.top.set_visible(False)

访问项目子集:

ax.spines[['top', 'right']].set_visible(False)

同时访问所有项目:

ax.spines[:].set_visible(False)

新的 stairs 方法和 StepPatch 艺术家#

pyplot.stairs 和底层艺术家 StepPatch 为绘制阶梯常数函数提供了一个更清晰的接口,适用于你知道阶梯边缘的常见情况。这取代了许多 pyplot.step 的使用场景,例如在绘制 numpy.histogram 的输出时。

对于艺术家和函数,x 类边缘输入比 y 类值输入多一个元素。

(Source code, 2x.png, png)

查看 楼梯演示 获取示例。

为茎图添加了 orientation 参数#

默认情况下,茎线是垂直的。可以通过 Axes.stempyplot.stemorientation 参数将其更改为水平:

(Source code, 2x.png, png)

括号箭头样式上的角度#

Bracket 箭头样式(传递给 FancyArrowPatcharrowstyle 参数的 ]-[]--[|-|)上指定的角度现在已应用。以前,angleAangleB 选项是允许的,但没有任何作用。

(Source code, 2x.png, png)

TickedStroke 路径效果#

新的 TickedStroke 路径效果可以用来生成带有刻度样式的线条。这可以用于,例如,区分优化解决方案空间中约束边界的有效和无效侧。

../../_images/sphx_glr_tickedstroke_demo_002.png

颜色和颜色映射#

集合颜色规范与映射#

重新处理颜色映射以及 facecoloredgecolor 的关键字参数,导致了三种行为变化:

  1. 可以通过调用 Collection.set_array(None) 来关闭颜色映射。之前,这样做不会有任何效果。

  2. 当设置了一个可映射的数组,并且 facecolor='none'edgecolor='face',面和边都将保持无色。以前边会被颜色映射。

  3. 当设置了一个可映射的数组,并且 facecolor='none'edgecolor='red' 时,边缘是红色的。这解决了问题 #1302。之前边缘会被颜色映射。

透明度(alpha)可以作为数组在集合中设置#

之前,控制集合中透明度的alpha值只能指定为一个标量,应用于集合中的所有元素。例如,在 scatter 图中所有的标记,或在 pcolormesh 图中所有的四边形,都将具有相同的alpha值。

现在可以为集合中的每个元素(标记、四边形等)提供一个值的 alpha 数组。

(Source code, 2x.png, png)

pcolormesh 通过启用捕捉功能改进了透明度处理#

由于 snapping 关键字参数是如何传递给 Agg 后端的,Matplotlib 的早期版本在网格边缘之间显示透明网格时,似乎会显示线条。此版本现在默认应用 snapping。要恢复旧的行为(例如,用于测试图像),您可以将 rcParams["pcolormesh.snap"] (default: True) 设置为 False

(Source code, 2x.png, png)

请注意,主图的网格边界之间有一些线条的透明度不同。当向色图中添加透明度时,颜色条也会显示这些线条,因为内部它使用 pcolormesh 来绘制颜色条。默认情况下启用捕捉(如下),网格边界处的线条会消失。

(Source code, 2x.png, png)

Colormap 对象的 IPython 表示#

matplotlib.colors.Colormap 对象现在为 IPython / Jupyter 后端提供了图像表示。在最后一行返回 colormap 的单元格将显示该 colormap 的图像。

In[1]: cmap = plt.get_cmap('viridis').with_extremes(bad='r', under='g', over='b')

In[2]: cmap
Out[2]:
viridis
viridis colormap
under
bad
over

Colormap.set_extremesColormap.with_extremes#

由于 Colormap.set_bad, Colormap.set_underColormap.set_over 方法会就地修改色图,用户在设置极端颜色(例如对于内置色图)时必须小心,首先复制一份色图。

新的 Colormap.with_extremes(bad=..., under=..., over=...) 可以用来首先复制色图,并在该副本上设置极端颜色。

新的 Colormap.set_extremes 方法是为了与 Colormap.with_extremes 保持API对称性而提供的,但请注意,它存在与早期单独设置器相同的问题。

获取 Colormap 对象的浅色/深色/不良颜色#

matplotlib.colors.Colormap 现在有方法 get_underget_overget_bad 用于获取超出范围和掩码值的颜色。

新的 cm.unregister_cmap 函数#

matplotlib.cm.unregister_cmap 允许用户移除他们之前注册的色图。

新的 CenteredNorm 用于围绕中心对称的数据#

在数据围绕中心对称的情况下,例如,围绕中心零点的正负异常,CenteredNorm 是一种新的规范,它会自动围绕中心创建对称的映射。这种规范非常适合与发散色图结合使用,发散色图在其中心使用未饱和的颜色。

(Source code, 2x.png, png)

如果对称中心不同于0,可以使用 vcenter 参数进行设置。要手动设置 CenteredNorm 的范围,请使用 halfrange 参数。

有关数据规范化的示例和更多详细信息,请参见 颜色映射归一化

新的 FuncNorm 用于任意归一化#

.FuncNorm 允许使用函数进行任意正则化,包括正向和反向。

(Source code, 2x.png, png)

有关数据规范化的示例和更多详细信息,请参见 颜色映射归一化

基于GridSpec的颜色条现在可以放置在主轴的上方或左侧。#

... 通过在 colorbar() 调用中传递 location="top"location="left"

标题、刻度和标签#

supxlabel 和 supylabel#

可以为整个图形添加 x 和 y 标签,类似于使用新的 Figure.supxlabelFigure.supylabel 方法的 Figure.suptitle

(Source code, 2x.png, png)

共享轴 子图 的刻度标签可见性现在对于顶部或左侧标签是正确的#

当调用 subplots(..., sharex=True, sharey=True) 时,Matplotlib 会自动隐藏不在第一列的 Axes 的 x 刻度标签,以及不在最后一行的 Axes 的 y 刻度标签。如果 rcParams 指定 Axes 应在顶部 (rcParams["xtick.labeltop"] = True) 或右侧 (rcParams["ytick.labelright"] = True) 标记,这种行为是不正确的。

以下情况现在可以正确处理(根据需要在 Axes 的第一行和最后一列调整可见性):

plt.rcParams["xtick.labelbottom"] = False
plt.rcParams["xtick.labeltop"] = True
plt.rcParams["ytick.labelleft"] = False
plt.rcParams["ytick.labelright"] = True

fig, axs = plt.subplots(2, 2, sharex=True, sharey=True)

(Source code, 2x.png, png)

可以向 Axes.plot 传递一个带有标签的可迭代对象#

当通过将2D数据作为 y 值传递给 plot 来绘制多个数据集时,数据集的标签可以作为列表传递,长度与 y 中的列数匹配。

x = [1, 2, 3]

y = [[1, 2],
     [2, 5],
     [4, 9]]

plt.plot(x, y, label=['low', 'high'])
plt.legend()

(Source code, 2x.png, png)

字体和文本#

文本转换可以旋转文本方向#

新的 Text 参数 transform_rotates_text 现在设置变换的旋转是否影响文本方向。

../../_images/sphx_glr_text_rotation_relative_to_line_001.png

transform_rotates_text 参数的示例#

matplotlib.mathtext 现在支持 oversetunderset LaTeX 符号#

mathtext 现在支持 oversetunderset,调用方式为 \overset{annotation}{body}\underset{annotation}{body},其中 annotation 是位于 body 上方或下方的文本。

(Source code, 2x.png, png)

math_fontfamily 参数用于更改 Text 字体族#

新的 math_fontfamily 参数可以用来改变图表中每个单独文本元素的字体系列。如果没有设置参数,将使用全局值 rcParams["mathtext.fontset"] (default: 'dejavusans')。

../../_images/sphx_glr_mathtext_fontfamily_example_001.png

TextArea/AnchoredText 支持 horizontalalignment#

现在可以在 TextAreaAnchoredText 中指定文本的水平对齐方式,这对于多行文本尤其有效:

(Source code, 2x.png, png)

PDF 支持在 Text 艺术家上使用 URL#

text.Text 艺术家上的 URL(即来自 Artist.set_url 的 URL)现在将保存在 PDF 文件中。

rcParams 改进#

日期的新 rcParams:设置转换器以及是否使用间隔倍数#

新的 rcParams["date.converter"] (default: 'auto') 允许使用字符串 'auto' 和 'concise' 分别在 matplotlib.dates.DateConvertermatplotlib.dates.ConciseDateConverter 之间切换。

新的 rcParams["date.interval_multiples"] (default: True) 允许在日期定位器尝试在设定的时间间隔(例如,每月的1日和15日)选择刻度,与从时间序列开始处均匀分布的刻度之间进行切换:

dates = np.arange('2001-01-10', '2001-05-23', dtype='datetime64[D]')
y = np.sin(dates.astype(float) / 10)
fig, axs = plt.subplots(nrows=2, constrained_layout=True)

plt.rcParams['date.converter'] = 'concise'
plt.rcParams['date.interval_multiples'] = True
axs[0].plot(dates, y)

plt.rcParams['date.converter'] = 'auto'
plt.rcParams['date.interval_multiples'] = False
axs[1].plot(dates, y)

(Source code, 2x.png, png)

日期格式化器现在遵循 usetex rcParam#

AutoDateFormatterConciseDateFormatter 现在尊重 rcParams["text.usetex"] (default: False),因此将使用与默认(非日期)格式化器的 TeX 渲染一致的字体。在创建格式化器实例时,也可以通过传递 usetex 参数来启用/禁用 TeX 渲染。

在下图中,x轴(日期)和y轴(数字)现在使用相同的(TeX)字体:

(Source code, 2x.png, png)

image.cmap 设置为 Colormap#

现在可以将 rcParams["image.cmap"] (default: 'viridis') 设置为 Colormap 实例,例如使用上述新 set_extremes 创建的色图。(这只能通过 Python 代码完成,不能通过 matplotlibrc 文件完成。)

刻度和刻度标签的颜色可以通过 rcParams 独立设置。#

之前,rcParams["xtick.color"] (default: 'black') 定义了刻度颜色和标签颜色。现在可以使用 rcParams["xtick.labelcolor"] (default: 'inherit') 独立设置标签颜色。它默认值为 'inherit',将从 rcParams["xtick.color"] (default: 'black') 获取值。对于 ytick.[label]color 也是如此。例如,要将刻度设置为浅灰色,将刻度标签设置为黑色,可以在脚本中使用以下代码:

import matplotlib as mpl

mpl.rcParams['xtick.labelcolor'] = 'lightgrey'
mpl.rcParams['xtick.color'] = 'black'
mpl.rcParams['ytick.labelcolor'] = 'lightgrey'
mpl.rcParams['ytick.color'] = 'black'

或者通过在 matplotlibrc 文件或 Matplotlib 样式文件中添加以下行:

xtick.labelcolor : lightgrey
xtick.color      : black
ytick.labelcolor : lightgrey
ytick.color      : black

3D 轴改进#

3D Axes 中的 Errorbar 方法#

错误条函数 Axes.errorbar 已完全移植到 3D Axes 框架中,支持自定义错误线的样式和帽标记、控制错误条间距、上下限标记等功能。

../../_images/sphx_glr_errorbar3d_001.png

3D 坐标轴中的茎图#

茎图现在在3D坐标轴上得到支持。与2D茎图类似,stem 支持以各种方向绘制茎图:

(Source code, 2x.png, png)

另请参阅 3D 茎 演示。

3D 集合属性现在可以修改#

之前,用于3D效果的3D集合的属性(例如,颜色被修改以产生深度阴影)在创建后无法更改。

现在可以随时修改3D集合的所有属性。

在3D坐标轴中平移#

点击并拖动鼠标中键以平移 3D 坐标轴。

交互工具改进#

新的 RangeSlider 小部件#

widgets.RangeSlider 允许创建一个定义范围而不是单个值的滑块。

(Source code, 2x.png, png)

滑块现在可以吸附到任意值#

Slider UI 小部件现在接受 valstep 的数组。这通过允许滑块捕捉到任意值来概括了之前的行为。

暂停和恢复动画#

animation.Animation.pauseanimation.Animation.resume 方法允许你暂停和恢复动画。这些方法可以作为UI元素上事件监听器的回调函数使用,以便你的图表可以有一些播放控制UI。

Sphinx 扩展#

plot_directive caption 选项#

在使用 plot_directive 指令并指定外部源文件时,之前支持添加标题:

.. plot:: path/to/plot.py

    This is the caption for the plot.

:caption: 选项允许为外部指定标题。

.. plot:: path/to/plot.py
    :caption: This is the caption for the plot.

以及内联图表:

.. plot::
    :caption: This is a caption for the plot.

    plt.plot([1, 2, 3])

特定后端的改进#

连续的光栅化绘制现在已合并#

向量输出的元素可以通过 rasterized 关键字参数或 set_rasterized() 单独设置为栅格化。这有助于减小文件大小。对于具有多个栅格元素的图形,它们现在会自动合并到较少数量的位图中,而不会影响视觉效果。在元素较多的情况下,这可以显著减小文件大小。

为了确保这一点,不要在光栅元素之间放置矢量元素。

要抑制这种合并,请将 Figure.suppressComposite 设置为 True。

FFMpegFileWriter 中支持原始/RGBA帧格式#

使用 FFMpegFileWriter 时,frame_format 现在可以设置为 "raw""rgba",这可能比图像格式稍快,因为 Matplotlib 和 FFmpeg 之间不需要进行编码/解码。

nbAgg/WebAgg 支持中键点击和双击#

nbAgg 和 WebAgg 后端现在支持双击事件。以前,WebAgg 会将中键点击事件报告为右键点击,但现在会报告正确的按钮类型。

nbAgg 支持二进制通信#

如果网络浏览器和笔记本支持二进制 websockets,nbAgg 现在将使用它们来略微改进图形显示的传输。

在可能的情况下,PDF 文件中 PNG 图像的索引颜色#

当 PNG 图像的颜色数为 256 或更少时,它们在保存为 PDF 之前会被转换为索引颜色。在某些情况下,这可以显著减小文件大小。这对于使用颜色映射但没有插值的光栅数据尤其如此,例如 Healpy mollview 图。目前,这仅适用于 RGB 图像。

改进了PDF/PS中的字体子设置#

PDF 和 PostScript 中的字体子集化已从嵌入的 ttconv C 代码重写为 Python。一些复合字符和轮廓可能略有变化。这修复了 PDF 中的 ttc 子集化,并增加了对 type 3 OTF 字体子集化的支持,从而生成更小的文件(使用中日韩字体时文件更小),并避免了与 type 42 嵌入和某些 PDF 阅读器(如 Acrobat Reader)相关的问题。

在PDF中的字符串添加了字距调整#

与在 Agg 后端生成的文本一样(参见 上一篇新功能条目 中的示例),PDF 现在在文本字符串中包含字距调整。

在 QtAgg 中完全支持 HiDPI#

在Qt 5.14中添加了完全分数的HiDPI(即,不是整数的HiDPI比率),现在在使用此版本或更新版本的Qt时,QtAgg后端支持此功能。

wxAgg 支持全屏切换#

wxAgg 后端支持使用 f 快捷键或管理器函数 FigureManagerBase.full_screen_toggle 切换全屏。