numpy & matplotlib เบื้องต้น บทที่ ๒๖: การปรับแต่งแถบสี
เขียนเมื่อ 2016/06/12 10:52
แก้ไขล่าสุด 2021/09/28 16:42
ในสองบทที่ผ่านมาเราได้มีการใส่แถบสีเข้าไปด้านข้างเพื่อเป็นตัวอธิบายประกอบแผนภาพไล่สี
โดยทั่วไปแล้วแถบสีจะถูกสร้างขึ้นมาโดยกินพื้นที่แคบๆทางด้านขวาถ้าหากเราไม่ได้ระบุค่าอะไรต่างๆไว้
แต่จริงๆแล้วแถบสีสามารถปรับแต่งอะไรได้อีกมากมายเพื่อให้ได้รูปแบบตามที่ต้องการ
การตั้งค่าต่างๆใน plt.colorbar
แถบสีสามารถปรับแต่งอะไรต่างๆได้ด้วยการเติมคีย์เวิร์ดเข้าไปตอนที่ใช้ plt.colorbar เพื่อสร้าง เช่น
ตัวอย่าง ลองสร้างแถบสีแนวนอน
สามารถปรับให้แถบสีมาอยู่ติดกับตัวกราฟได้โดยใส่ pad=0
ค่าบางอย่างไม่สามารถปรับได้โดยใส่คีย์เวิร์ดตอนสร้าง แต่สามารถเอาตัวแปรมารับค่าเพื่อใช้เมธอดมาตั้งปรับค่า เช่นตั้งข้อความที่ขีดบอกค่า ใช้ set_ticklabels
สามารถเปลี่ยนข้อความที่เส้นขีดได้ เช่นใช้ตัวอักษรเป็นขีดบอก
ลองทำให้แถบสีเป็นหัวแหลมชี้ด้านบน แล้วก็ปรับขนาดให้กว้างดู
นอกจากนี้ก็ยังปรับอะไรได้อีกมาก ลองไปปรับแต่งกันดูได้
สร้าง axes ขึ้นมาเพื่อใส่แถบสีโดยเฉพาะ
จากตัวอย่างที่ผ่านๆมาจะเห็นว่าพอสร้างแถบสีขึ้นด้วย plt.colorbar มันจะถูกวางโดยไปเบียดเข้ากับแกนเดิมที่มีอยู่ จัดสันปันส่วนตามค่าที่เรากำหนด
แต่มีอีกวิธีหนึ่งในการจัดวางแถบสีคือการสร้าง axes เฉพาะขึ้นมาเพื่อจัดวางแถบสีลงไป
เราสามารถทำได้โดยการใส่คีย์เวิร์ด cax ลงใน plt.colorbar ค่าที่ใส่ก็คือออบเจ็กต์แทน axes ที่ต้องการใช้เป็นแถบสี
วิธีที่อาจทำได้ง่ายๆก็คืออาจใช้ subplot เพื่อสร้างกราฟย่อยมาสองอัน แล้วให้อันนึงเป็นแถบสีไปเลย เช่น
พอทำแบบนี้แล้ว subplot ด้านล่างก็จะกลายเป็นสีไป
หรืออาจใช้ฟังก์ชัน plt.axes เพื่อกำหนดขนาดปันส่วนอย่างอิสระ เช่น
การสร้างให้กราฟย่อยหลายอันใช้แถบสีร่วมกัน
บางครั้งเราอาจต้องการวาดแผนภาพไล่สีหลายๆอันแล้วเอามารวมกัน แต่ว่าแถบสีจะจำเพาะต่อกราฟอันเดียวเท่านั้น เพราะแถบสีจะถูกสร้างขึ้นคู่กับกราฟที่เพิ่งสร้างมาตัวล่าสุด
หากเราสร้างกราฟย่อยและต้องการให้แต่ละอันมีแถบสีก็ทำได้โดย
ทำแบบนี้จะได้แถบสีมาสองอัน ซึ่งมีมาตราส่วนต่างกัน หากเราต้องการเปรียบเทียบแผนภาพทั้งสองนี้ก็คงจะทำได้ยาก
ตรงนี้เราก็อาจแก้ปัญหาด้วยการแค่ใส่ vmin vmax ลงไปให้แผนภาพทั้งสองเท่ากัน แบบนี้แผนภาพไล่สีทั้งสองก็จะเป็นมาตราส่วนเดียวกัน และแถบสีก็จะออกมาเหมือนกันด้วย
ซึ่งพอทำแบบนี้แล้วเราก็คงไม่จำเป็นจะต้องอุตส่าห์สร้างแถบสีขึ้นมาถึงสองอันแล้ว เพราะยังไงก็เหมือนกัน
แต่หากเราตัด plt.colorbar() ออกไปอันนึงดื้อๆเลย ผลที่ได้ก็จะออกมาประหลาด เช่นแบบนี้
นั่นเพราะแถบสีจะไปผูกติดกับแผนภาพอันที่สองซึ่งสร้างมาทีหลัง
ดังนั้นกรณีเช่นนี้จำเป็นจะต้องสร้าง axes สำหรับวางแถบสี โดยจัดสรรปันส่วนพื้นที่เอาเอง วิธีการก็มีหลากหลาย ในที่นี้จะลองใช้ plt.subplot2grid
เกี่ยวกับ plt.subplot2grid และ plt.axes หากใครยังไม่ค่อยเข้าใจอาจต้องลองไปอ่านบทที่ ๑๐
อ้างอิง
โดยทั่วไปแล้วแถบสีจะถูกสร้างขึ้นมาโดยกินพื้นที่แคบๆทางด้านขวาถ้าหากเราไม่ได้ระบุค่าอะไรต่างๆไว้
แต่จริงๆแล้วแถบสีสามารถปรับแต่งอะไรได้อีกมากมายเพื่อให้ได้รูปแบบตามที่ต้องการ
การตั้งค่าต่างๆใน plt.colorbar
แถบสีสามารถปรับแต่งอะไรต่างๆได้ด้วยการเติมคีย์เวิร์ดเข้าไปตอนที่ใช้ plt.colorbar เพื่อสร้าง เช่น
| orientation | ระบุว่าจะให้อยู่แนวไหน แนวตั้ง vertical แนวนอน horizontal ค่าตั้งต้นคือแนวตั้ง |
| fraction | ขนาดของแถบสีเป็นสัดส่วนกับพื้นที่กราฟทั้งหมด หน่วยเป็นสัดส่วนเต็ม 1 ค่าตั้งต้นคือ 0.15 |
| pad | ระยะห่างระหว่างแถบสีกับกราฟ หน่วยเป็นสัดส่วนเต็ม 1 ถ้าหากไม่ใส่จะเป็น 0.05 สำหรับแนวตั้ง 0.15 สำหรับแนวนอน |
| aspect | สัดส่วนระหว่างด้านยาวกับด้านกว้าง |
| shrink | ขนาดของแถบสี ว่าจะให้ย่อลงแค่ไหน หน่วยเป็นสัดส่วนเต็ม 1 ใส่ค่าที่ต่ำกว่า 1 ยิ่งน้อยก็ยิ่งเล็ก |
| label | ข้อความอธิบาย |
| ticks | ค่าที่จะให้มีขีดและตัวเลขบอก |
| extend | ทำแถบสีให้มีปลายแหลม ถ้าต้องการให้ฝั่งค่ามากเป็นแหลมก็ใส่ว่า max ถ้าฝั่งค่าน้อยเป็น min ถ้าต้องการให้แหลมสองฝั่งใส่ both |
ตัวอย่าง ลองสร้างแถบสีแนวนอน
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
x,y = np.meshgrid(np.linspace(-20,20,101),np.linspace(-10,10,101))
z = np.cos(x/5)**2+np.cos(y/5)**2
plt.pcolor(x,y,z,cmap='terrain')
plt.colorbar(orientation='horizontal')
plt.show()
import matplotlib.pyplot as plt
x,y = np.meshgrid(np.linspace(-20,20,101),np.linspace(-10,10,101))
z = np.cos(x/5)**2+np.cos(y/5)**2
plt.pcolor(x,y,z,cmap='terrain')
plt.colorbar(orientation='horizontal')
plt.show()
สามารถปรับให้แถบสีมาอยู่ติดกับตัวกราฟได้โดยใส่ pad=0
x,y = np.meshgrid(np.linspace(-10,10,101),np.linspace(-10,10,101))
z = np.cos(x)+np.cos(y)
plt.pcolor(x,y,z,cmap='terrain')
plt.colorbar(pad=0)
plt.show()
z = np.cos(x)+np.cos(y)
plt.pcolor(x,y,z,cmap='terrain')
plt.colorbar(pad=0)
plt.show()
ค่าบางอย่างไม่สามารถปรับได้โดยใส่คีย์เวิร์ดตอนสร้าง แต่สามารถเอาตัวแปรมารับค่าเพื่อใช้เมธอดมาตั้งปรับค่า เช่นตั้งข้อความที่ขีดบอกค่า ใช้ set_ticklabels
สามารถเปลี่ยนข้อความที่เส้นขีดได้ เช่นใช้ตัวอักษรเป็นขีดบอก
x,y = np.meshgrid(np.linspace(-10,10,101),np.linspace(-10,10,101))
z = (np.cos(x)**2+np.cos(y)**2)*(x**2+y**2)
plt.pcolor(x,y,z,cmap='terrain')
cb = plt.colorbar(ticks=[50,150,250,350])
cb.set_ticklabels(['a','b','c','d'])
plt.show()
z = (np.cos(x)**2+np.cos(y)**2)*(x**2+y**2)
plt.pcolor(x,y,z,cmap='terrain')
cb = plt.colorbar(ticks=[50,150,250,350])
cb.set_ticklabels(['a','b','c','d'])
plt.show()
ลองทำให้แถบสีเป็นหัวแหลมชี้ด้านบน แล้วก็ปรับขนาดให้กว้างดู
x,y = np.meshgrid(np.linspace(10,20,101),np.linspace(10,20,101))
z = 1/x+1/y
plt.pcolor(x,y,z,cmap='terrain')
cb = plt.colorbar(aspect=3,fraction=0.3,extend='min')
plt.show()
z = 1/x+1/y
plt.pcolor(x,y,z,cmap='terrain')
cb = plt.colorbar(aspect=3,fraction=0.3,extend='min')
plt.show()
นอกจากนี้ก็ยังปรับอะไรได้อีกมาก ลองไปปรับแต่งกันดูได้
สร้าง axes ขึ้นมาเพื่อใส่แถบสีโดยเฉพาะ
จากตัวอย่างที่ผ่านๆมาจะเห็นว่าพอสร้างแถบสีขึ้นด้วย plt.colorbar มันจะถูกวางโดยไปเบียดเข้ากับแกนเดิมที่มีอยู่ จัดสันปันส่วนตามค่าที่เรากำหนด
แต่มีอีกวิธีหนึ่งในการจัดวางแถบสีคือการสร้าง axes เฉพาะขึ้นมาเพื่อจัดวางแถบสีลงไป
เราสามารถทำได้โดยการใส่คีย์เวิร์ด cax ลงใน plt.colorbar ค่าที่ใส่ก็คือออบเจ็กต์แทน axes ที่ต้องการใช้เป็นแถบสี
วิธีที่อาจทำได้ง่ายๆก็คืออาจใช้ subplot เพื่อสร้างกราฟย่อยมาสองอัน แล้วให้อันนึงเป็นแถบสีไปเลย เช่น
x,y = np.meshgrid(np.linspace(-20,20,101),np.linspace(-10,10,101))
z = np.cos(x/5)**2+np.cos(y/5)**2
plt.subplot(2,1,1)
plt.pcolor(x,y,z,cmap='rainbow')
ax_cb = plt.subplot(2,1,2)
plt.colorbar(cax=ax_cb,orientation='horizontal')
plt.show()
z = np.cos(x/5)**2+np.cos(y/5)**2
plt.subplot(2,1,1)
plt.pcolor(x,y,z,cmap='rainbow')
ax_cb = plt.subplot(2,1,2)
plt.colorbar(cax=ax_cb,orientation='horizontal')
plt.show()
พอทำแบบนี้แล้ว subplot ด้านล่างก็จะกลายเป็นสีไป
หรืออาจใช้ฟังก์ชัน plt.axes เพื่อกำหนดขนาดปันส่วนอย่างอิสระ เช่น
x,y = np.meshgrid(np.linspace(-20,20,101),np.linspace(-10,10,101))
z = np.cos(x**2/5)**2+np.cos(y**2/5)**2
plt.axes([0.05,0.05,0.8,0.9])
plt.pcolor(x,y,z,cmap='cubehelix')
ax_cb = plt.axes([0.86,0.05,0.07,0.9])
plt.colorbar(cax=ax_cb)
plt.show()
z = np.cos(x**2/5)**2+np.cos(y**2/5)**2
plt.axes([0.05,0.05,0.8,0.9])
plt.pcolor(x,y,z,cmap='cubehelix')
ax_cb = plt.axes([0.86,0.05,0.07,0.9])
plt.colorbar(cax=ax_cb)
plt.show()
การสร้างให้กราฟย่อยหลายอันใช้แถบสีร่วมกัน
บางครั้งเราอาจต้องการวาดแผนภาพไล่สีหลายๆอันแล้วเอามารวมกัน แต่ว่าแถบสีจะจำเพาะต่อกราฟอันเดียวเท่านั้น เพราะแถบสีจะถูกสร้างขึ้นคู่กับกราฟที่เพิ่งสร้างมาตัวล่าสุด
หากเราสร้างกราฟย่อยและต้องการให้แต่ละอันมีแถบสีก็ทำได้โดย
x,y = np.meshgrid(np.linspace(-10,10,201),np.linspace(-4,4,201))
z1 = np.sin(x**2+y**2)
z2 = np.sin(x**2+y**2)**2
plt.subplot(2,1,1)
plt.pcolor(x,y,z1,cmap='CMRmap')
plt.colorbar()
plt.subplot(2,1,2)
plt.pcolor(x,y,z2,cmap='CMRmap')
plt.colorbar()
plt.show()
z1 = np.sin(x**2+y**2)
z2 = np.sin(x**2+y**2)**2
plt.subplot(2,1,1)
plt.pcolor(x,y,z1,cmap='CMRmap')
plt.colorbar()
plt.subplot(2,1,2)
plt.pcolor(x,y,z2,cmap='CMRmap')
plt.colorbar()
plt.show()
ทำแบบนี้จะได้แถบสีมาสองอัน ซึ่งมีมาตราส่วนต่างกัน หากเราต้องการเปรียบเทียบแผนภาพทั้งสองนี้ก็คงจะทำได้ยาก
ตรงนี้เราก็อาจแก้ปัญหาด้วยการแค่ใส่ vmin vmax ลงไปให้แผนภาพทั้งสองเท่ากัน แบบนี้แผนภาพไล่สีทั้งสองก็จะเป็นมาตราส่วนเดียวกัน และแถบสีก็จะออกมาเหมือนกันด้วย
ซึ่งพอทำแบบนี้แล้วเราก็คงไม่จำเป็นจะต้องอุตส่าห์สร้างแถบสีขึ้นมาถึงสองอันแล้ว เพราะยังไงก็เหมือนกัน
แต่หากเราตัด plt.colorbar() ออกไปอันนึงดื้อๆเลย ผลที่ได้ก็จะออกมาประหลาด เช่นแบบนี้
x,y = np.meshgrid(np.linspace(-10,10,201),np.linspace(-4,4,201))
z1 = np.sin(x**2+y**2)
z2 = np.sin(x**2+y**2)**2
plt.subplot(2,1,1)
plt.pcolor(x,y,z1,cmap='CMRmap',vmin=-1,vmax=1)
plt.subplot(2,1,2)
plt.pcolor(x,y,z2,cmap='CMRmap',vmin=-1,vmax=1)
plt.colorbar()
plt.show()
z1 = np.sin(x**2+y**2)
z2 = np.sin(x**2+y**2)**2
plt.subplot(2,1,1)
plt.pcolor(x,y,z1,cmap='CMRmap',vmin=-1,vmax=1)
plt.subplot(2,1,2)
plt.pcolor(x,y,z2,cmap='CMRmap',vmin=-1,vmax=1)
plt.colorbar()
plt.show()
นั่นเพราะแถบสีจะไปผูกติดกับแผนภาพอันที่สองซึ่งสร้างมาทีหลัง
ดังนั้นกรณีเช่นนี้จำเป็นจะต้องสร้าง axes สำหรับวางแถบสี โดยจัดสรรปันส่วนพื้นที่เอาเอง วิธีการก็มีหลากหลาย ในที่นี้จะลองใช้ plt.subplot2grid
x,y = np.meshgrid(np.linspace(-10,10,201),np.linspace(-4,4,201))
z1 = np.sin(x**2+y**2)
z2 = np.sin(x**2+y**2)**2
plt.subplot2grid((6,11),(0,0),rowspan=3,colspan=10)
plt.pcolor(x,y,z1,cmap='CMRmap',vmin=-1,vmax=1)
plt.subplot2grid((6,11),(3,0),rowspan=3,colspan=10)
plt.pcolor(x,y,z2,cmap='CMRmap',vmin=-1,vmax=1)
ax_cb = plt.subplot2grid((6,11),(0,10),rowspan=6,colspan=1)
plt.colorbar(cax=ax_cb)
plt.subplots_adjust(0.05,0.05,0.92,0.95,0.4,0.4)
plt.show()
z1 = np.sin(x**2+y**2)
z2 = np.sin(x**2+y**2)**2
plt.subplot2grid((6,11),(0,0),rowspan=3,colspan=10)
plt.pcolor(x,y,z1,cmap='CMRmap',vmin=-1,vmax=1)
plt.subplot2grid((6,11),(3,0),rowspan=3,colspan=10)
plt.pcolor(x,y,z2,cmap='CMRmap',vmin=-1,vmax=1)
ax_cb = plt.subplot2grid((6,11),(0,10),rowspan=6,colspan=1)
plt.colorbar(cax=ax_cb)
plt.subplots_adjust(0.05,0.05,0.92,0.95,0.4,0.4)
plt.show()
เกี่ยวกับ plt.subplot2grid และ plt.axes หากใครยังไม่ค่อยเข้าใจอาจต้องลองไปอ่านบทที่ ๑๐
อ้างอิง
http://qiita.com/supersaiakujin/items/ca47200393180a693bdf
http://qiita.com/kenmatsu4/items/fe8a2f1c34c8d5676df8
http://qiita.com/kenmatsu4/items/fe8a2f1c34c8d5676df8