Измените цвет точек данных при выделении и удалите их нажатием клавиши на графике рассеяния Matplotlib 3D
У меня есть трехмерный график рассеяния в matplotlib, и я создал аннотации, вдохновленные здесь ответами, в частности, DonCristobal.
У меня настроен базовый код захвата событий, но после нескольких дней попыток мне так и не удалось достичь своих целей. Это:
(i) Измените цвет точки (точки) при выборе левой кнопкой мыши с синего на, например, темно-синий / зеленый.
(ii) Удалить любую выбранную точку, выбранную в (i) после нажатия клавиши "Удалить", включая любые аннотации
(iii) Выберите несколько точек в (i), используя прямоугольник выбора, и удалите, используя клавишу "delete".
Я испробовал много подходов, включая анимацию диаграммы для обновления на основе изменений данных, манипулирование параметрами исполнителя, изменение точек данных с помощью, например, xs, ys, zs = graph._offsets3d (который, кажется, не задокументирован), но безрезультатно.
Я попытался в функции onpick(событие):
(i) Взаимодействовать с точками через event.ind, чтобы изменить цвет, используя event.artist.set_face_colour ()
(ii) Удалить точки, используя оба artist.remove ()
(iii) Удалить точки с помощью xs, ys, zs = graph._offsets3d, удалить соответствующую точку по индексу (event.ind[0]) из xs, ys и zs, а затем сбросить точки графа с помощью graph._offsets3d = xs_new, ys_new, zs_new
(iv) Перерисовка диаграммы или только соответствующие разделы диаграммы (моргание?)
без успеха!
Мой текущий код примерно такой, как показано ниже. На самом деле у меня есть несколько сотен очков, а не 3 в упрощенном примере ниже. Я бы хотел, чтобы график обновлялся плавно, если это возможно, хотя просто получить что-то полезное было бы здорово. Большая часть кода для этого, вероятно, должна находиться в "onpick", так как это функция, которая имеет дело с выбором событий (см. Обработчик событий). Я закомментировал некоторые из моих попыток кода, которые, я надеюсь, могут быть полезны. Функция 'forceUpdate' предназначена для обновления графического объекта по триггеру события, но я не уверен, что в данный момент он что-то делает. функция on_key(event) также в настоящее время, похоже, не работает: предположительно, должна быть настройка для определения точек для удаления, например, все художники, у которых цвет лица был изменен по умолчанию (например, удаляются все точки, которые имеют темно-синий / зеленый цвет вместо светло-синий).
Буду признателен за любую оказанную помощь.
Код (ниже) вызывается с помощью:
visualize3DData (Y, ids, subindustry)
Некоторые примеры данных приведены ниже:
#Datapoints
Y = np.array([[ 4.82250000e+01, 1.20276889e-03, 9.14501289e-01], [ 6.17564688e+01, 5.95020883e-02, -1.56770827e+00], [ 4.55139000e+01, 9.13454423e-02, -8.12277299e+00]])
#Annotations
ids = ['a', 'b', 'c']
subindustry = 'example'
Мой текущий код здесь:
import matplotlib.pyplot as plt, numpy as np
from mpl_toolkits.mplot3d import proj3d
def visualize3DData (X, ids, subindus):
"""Visualize data in 3d plot with popover next to mouse position.
Args:
X (np.array) - array of points, of shape (numPoints, 3)
Returns:
None
"""
fig = plt.figure(figsize = (16,10))
ax = fig.add_subplot(111, projection = '3d')
graph = ax.scatter(X[:, 0], X[:, 1], X[:, 2], depthshade = False, picker = True)
def distance(point, event):
"""Return distance between mouse position and given data point
Args:
point (np.array): np.array of shape (3,), with x,y,z in data coords
event (MouseEvent): mouse event (which contains mouse position in .x and .xdata)
Returns:
distance (np.float64): distance (in screen coords) between mouse pos and data point
"""
assert point.shape == (3,), "distance: point.shape is wrong: %s, must be (3,)" % point.shape
# Project 3d data space to 2d data space
x2, y2, _ = proj3d.proj_transform(point[0], point[1], point[2], plt.gca().get_proj())
# Convert 2d data space to 2d screen space
x3, y3 = ax.transData.transform((x2, y2))
return np.sqrt ((x3 - event.x)**2 + (y3 - event.y)**2)
def calcClosestDatapoint(X, event):
""""Calculate which data point is closest to the mouse position.
Args:
X (np.array) - array of points, of shape (numPoints, 3)
event (MouseEvent) - mouse event (containing mouse position)
Returns:
smallestIndex (int) - the index (into the array of points X) of the element closest to the mouse position
"""
distances = [distance (X[i, 0:3], event) for i in range(X.shape[0])]
return np.argmin(distances)
def annotatePlot(X, index, ids):
"""Create popover label in 3d chart
Args:
X (np.array) - array of points, of shape (numPoints, 3)
index (int) - index (into points array X) of item which should be printed
Returns:
None
"""
# If we have previously displayed another label, remove it first
if hasattr(annotatePlot, 'label'):
annotatePlot.label.remove()
# Get data point from array of points X, at position index
x2, y2, _ = proj3d.proj_transform(X[index, 0], X[index, 1], X[index, 2], ax.get_proj())
annotatePlot.label = plt.annotate( ids[index],
xy = (x2, y2), xytext = (-20, 20), textcoords = 'offset points', ha = 'right', va = 'bottom',
bbox = dict(boxstyle = 'round,pad=0.5', fc = 'yellow', alpha = 0.5),
arrowprops = dict(arrowstyle = '->', connectionstyle = 'arc3,rad=0'))
fig.canvas.draw()
def onMouseMotion(event):
"""Event that is triggered when mouse is moved. Shows text annotation over data point closest to mouse."""
closestIndex = calcClosestDatapoint(X, event)
annotatePlot (X, closestIndex, ids)
def onclick(event):
print('%s click: button=%d, x=%d, y=%d, xdata=%f, ydata=%f' %
('double' if event.dblclick else 'single', event.button,
event.x, event.y, event.xdata, event.ydata))
def on_key(event):
"""
Function to be bound to the key press event
If the key pressed is delete and there is a picked object,
remove that object from the canvas
"""
if event.key == u'delete':
ax = plt.gca()
if ax.picked_object:
ax.picked_object.remove()
ax.picked_object = None
ax.figure.canvas.draw()
def onpick(event):
xmouse, ymouse = event.mouseevent.xdata, event.mouseevent.ydata
artist = event.artist
# print(dir(event.mouseevent))
ind = event.ind
# print('Artist picked:', event.artist)
# # print('{} vertices picked'.format(len(ind)))
print('ind', ind)
# # print('Pick between vertices {} and {}'.format(min(ind), max(ind) + 1))
# print('x, y of mouse: {:.2f},{:.2f}'.format(xmouse, ymouse))
# # print('Data point:', x[ind[0]], y[ind[0]])
#
# # remove = [artist for artist in pickable_artists if artist.contains(event)[0]]
# remove = [artist for artist in X if artist.contains(event)[0]]
#
# if not remove:
# # add a pt
# x, y = ax.transData.inverted().transform_point([event.x, event.y])
# pt, = ax.plot(x, y, 'o', picker=5)
# pickable_artists.append(pt)
# else:
# for artist in remove:
# artist.remove()
# plt.draw()
# plt.draw_idle()
xs, ys, zs = graph._offsets3d
print(xs[ind[0]])
print(ys[ind[0]])
print(zs[ind[0]])
print(dir(artist))
# xs[ind[0]] = 0.5
# ys[ind[0]] = 0.5
# zs[ind[0]] = 0.5
# graph._offsets3d = (xs, ys, zs)
# print(artist.get_facecolor())
# artist.set_facecolor('red')
graph._facecolors[ind, :] = (1, 0, 0, 1)
plt.draw()
def forceUpdate(event):
global graph
graph.changed()
fig.canvas.mpl_connect('motion_notify_event', onMouseMotion) # on mouse motion
fig.canvas.mpl_connect('button_press_event', onclick)
fig.canvas.mpl_connect('pick_event', onpick)
fig.canvas.mpl_connect('draw_event', forceUpdate)
plt.tight_layout()
plt.show()
1 ответ
Хорошо, у меня есть хотя бы частичное решение для вас, без выделения прямоугольника, но вы можете выбрать несколько точек и удалить их одним key_event.
Чтобы изменить цвет, вам нужно изменить graph._facecolor3d Подсказка была в этом сообщении об ошибке set_facecolor не устанавливается _facecolor3d,
Это также может быть хорошей идеей переписать вашу функцию как класс, чтобы избавиться от любых необходимых global переменные.
В моем решении есть части, которые не совсем красивые, мне нужно перерисовать фигуру после удаления точек данных, я не смог заставить ее работать и обновляться. Также (см. РЕДАКТИРОВАТЬ 2 ниже). Я еще не реализовал, что произойдет, если последняя точка данных будет удалена.
Причина, по которой ваша функция on_key(event) не работал, было легко: вы забыли подключить его.
Так что это решение, которое должно отвечать целям (i) и (ii):
import matplotlib.pyplot as plt, numpy as np
from mpl_toolkits.mplot3d import proj3d
class Class3DDataVisualizer:
def __init__(self, X, ids, subindus, drawNew = True):
self.X = X;
self.ids = ids
self.subindus = subindus
self.disconnect = False
self.ind = []
self.label = None
if drawNew:
self.fig = plt.figure(figsize = (7,5))
else:
self.fig.delaxes(self.ax)
self.ax = self.fig.add_subplot(111, projection = '3d')
self.graph = self.ax.scatter(self.X[:, 0], self.X[:, 1], self.X[:, 2], depthshade = False, picker = True, facecolors=np.repeat([[0,0,1,1]],X.shape[0], axis=0) )
if drawNew and not self.disconnect:
self.fig.canvas.mpl_connect('motion_notify_event', lambda event: self.onMouseMotion(event)) # on mouse motion
self.fig.canvas.mpl_connect('pick_event', lambda event: self.onpick(event))
self.fig.canvas.mpl_connect('key_press_event', lambda event: self.on_key(event))
self.fig.tight_layout()
self.fig.show()
def distance(self, point, event):
"""Return distance between mouse position and given data point
Args:
point (np.array): np.array of shape (3,), with x,y,z in data coords
event (MouseEvent): mouse event (which contains mouse position in .x and .xdata)
Returns:
distance (np.float64): distance (in screen coords) between mouse pos and data point
"""
assert point.shape == (3,), "distance: point.shape is wrong: %s, must be (3,)" % point.shape
# Project 3d data space to 2d data space
x2, y2, _ = proj3d.proj_transform(point[0], point[1], point[2], plt.gca().get_proj())
# Convert 2d data space to 2d screen space
x3, y3 = self.ax.transData.transform((x2, y2))
return np.sqrt ((x3 - event.x)**2 + (y3 - event.y)**2)
def calcClosestDatapoint(self, event):
""""Calculate which data point is closest to the mouse position.
Args:
X (np.array) - array of points, of shape (numPoints, 3)
event (MouseEvent) - mouse event (containing mouse position)
Returns:
smallestIndex (int) - the index (into the array of points X) of the element closest to the mouse position
"""
distances = [self.distance (self.X[i, 0:3], event) for i in range(self.X.shape[0])]
return np.argmin(distances)
def annotatePlot(self, index):
"""Create popover label in 3d chart
Args:
X (np.array) - array of points, of shape (numPoints, 3)
index (int) - index (into points array X) of item which should be printed
Returns:
None
"""
# If we have previously displayed another label, remove it first
if self.label is not None:
self.label.remove()
# Get data point from array of points X, at position index
x2, y2, _ = proj3d.proj_transform(self.X[index, 0], self.X[index, 1], self.X[index, 2], self.ax.get_proj())
self.label = plt.annotate( self.ids[index],
xy = (x2, y2), xytext = (-20, 20), textcoords = 'offset points', ha = 'right', va = 'bottom',
bbox = dict(boxstyle = 'round,pad=0.5', fc = 'yellow', alpha = 0.5),
arrowprops = dict(arrowstyle = '->', connectionstyle = 'arc3,rad=0'))
self.fig.canvas.draw()
def onMouseMotion(self, event):
"""Event that is triggered when mouse is moved. Shows text annotation over data point closest to mouse."""
closestIndex = self.calcClosestDatapoint(event)
self.annotatePlot (closestIndex)
def on_key(self, event):
"""
Function to be bound to the key press event
If the key pressed is delete and there is a picked object,
remove that object from the canvas
"""
if event.key == u'delete':
if self.ind:
self.X = np.delete(self.X, self.ind, axis=0)
self.ids = np.delete(ids, self.ind, axis=0)
self.__init__(self.X, self.ids, self.subindus, False)
else:
print('nothing selected')
def onpick(self, event):
self.ind.append(event.ind)
self.graph._facecolor3d[event.ind] = [1,0,0,1]
#Datapoints
Y = np.array([[ 4.82250000e+01, 1.20276889e-03, 9.14501289e-01], [ 6.17564688e+01, 5.95020883e-02, -1.56770827e+00], [ 4.55139000e+01, 9.13454423e-02, -8.12277299e+00], [3, 8, -8.12277299e+00]])
#Annotations
ids = ['a', 'b', 'c', 'd']
subindustries = 'example'
Class3DDataVisualizer(Y, ids, subindustries)
Для реализации вашего прямоугольного выделения вам придется переопределить то, что происходит в данный момент во время перетаскивания (вращение трехмерного графика), или более простым решением было бы определить прямоугольник двумя последовательными щелчками.
Затем используйте proj3d.proj_transform чтобы найти, какие данные находятся внутри этого прямоугольника, найти индекс этих данных и перекрасить его, используя self.graph._facecolor3d[idx] функция и заполнить self.ind с теми индексами, после чего нажатие удалит позаботится об удалении всех данных, которые определены self.ind,
РЕДАКТИРОВАТЬ: я добавил две строки в __init__ которые удаляют топор / субплот перед добавлением нового после удаления точек данных. Я заметил, что взаимодействие графиков становилось медленным после того, как несколько точек данных были удалены, так как фигура просто строила графики на каждом участке.
РЕДАКТИРОВАТЬ 2: я узнал, как вы можете изменить свои данные вместо перерисовки всего графика, как упоминание в этом ответе вам придется изменить _offsets3d, который странным образом возвращает кортеж для x а также y, но массив для z,
Вы можете изменить его, используя
(x,y,z) = self.graph._offsets3d # or event.artist._offsets3d
xNew = x[:int(idx)] + x[int(idx)+1:]
yNew = y[:int(idx)] + y[int(idx)+1:]
z = np.delete(z, int(idx))
self.graph._offsets3d = (xNew,yNew,z) # or event.artist._offsets3d
Но тогда вы столкнетесь с проблемой удаления нескольких точек данных в цикле, потому что индексы, которые вы сохранили ранее, не будут применимы после первого цикла, вам придется обновить _facecolor3d, список меток... поэтому я решил оставить ответ как есть, потому что перерисовка графика с новыми данными кажется проще и чище.