历史#
注意
以下介绍性文字由 Matplotlib 的最初作者 John D. Hunter (1968-2012) 于 2008 年撰写。
Matplotlib 是一个用于在 Python 中绘制数组的 2D 图形的库。尽管它的起源是模仿 MATLAB 的图形命令,但它独立于 MATLAB,并且可以以 Pythonic 的面向对象的方式使用。虽然 Matplotlib 主要用纯 Python 编写,但它大量使用了 NumPy 和其他扩展代码,即使对于大型数组也能提供良好的性能。
Matplotlib 的设计理念是,您应该能够仅用几个命令,甚至一个命令就创建简单的图!如果您想查看数据的直方图,您不需要实例化对象、调用方法、设置属性等等;它应该可以直接工作。
多年来,我过去一直专门使用 MATLAB 进行数据分析和可视化。MATLAB 在轻松制作美观的图形方面表现出色。当我开始处理 EEG 数据时,我发现我需要编写应用程序来与我的数据交互,并在 MATLAB 中开发了一个 EEG 分析应用程序。随着应用程序复杂性的增加,与数据库、http 服务器交互、处理复杂的数据结构,我开始感受到 MATLAB 作为一种编程语言的局限性,并决定在 Python 中重新开始。Python 完全弥补了 MATLAB 作为一种编程语言的所有缺陷,但我很难找到一个 2D 绘图包(对于 3D,VTK 完全超出了我的所有需求)。
当我搜索 Python 绘图包时,我有几个要求
图形应该看起来很棒 - 出版物质量。对我来说,一个重要的要求是文本看起来不错(抗锯齿等)。
用于包含在 TeX 文档中的 Postscript 输出
可嵌入到图形用户界面中以进行应用程序开发
代码应该足够简单,以便我可以理解并扩展它
制作图形应该很容易
没有找到完全适合我的软件包,我做了任何自重的 Python 程序员都会做的事情:卷起袖子并投入其中。由于没有任何计算机图形方面的实际经验,我决定模仿 MATLAB 的绘图功能,因为 MATLAB 在这方面做得非常好。这样做的好处是,许多人拥有大量的 MATLAB 经验,因此他们可以快速上手使用 Python 进行绘图。从开发人员的角度来看,拥有一个固定的用户界面(pylab 界面)非常有用,因为可以在不影响用户代码的情况下重新设计代码库的内部结构。
Matplotlib 代码在概念上分为三个部分:pylab 界面 是由 pylab
提供的一组函数,允许用户使用与 MATLAB 图形生成代码非常相似的代码创建图形(Pyplot 教程)。Matplotlib 前端 或 Matplotlib API 是一组执行繁重工作的类,用于创建和管理图形、文本、线条、绘图等等(艺术家教程)。这是一个抽象的接口,它不了解任何关于输出的信息。后端 是设备相关的绘图设备,也称为渲染器,它们将前端表示转换为硬拷贝或显示设备(什么是后端?)。后端示例:PS 创建 PostScript® 硬拷贝,SVG 创建 可缩放矢量图形 硬拷贝,Agg 使用 Matplotlib 自带的高质量 Anti-Grain Geometry 库创建 PNG 输出,GTK 将 Matplotlib 嵌入到 Gtk+ 应用程序中,GTKAgg 使用 Anti-Grain 渲染器创建一个图形并将其嵌入到 Gtk+ 应用程序中,等等,适用于 PDF、WxWidgets、Tkinter 等。
Matplotlib 被许多人在许多不同的环境中使用。有些人希望自动生成 PostScript 文件以发送给打印机或出版商。另一些人在 Web 应用程序服务器上部署 Matplotlib 以生成 PNG 输出,以包含在动态生成的网页中。有些人从 Windows 上的 Tkinter 中的 Python shell 交互式地使用 Matplotlib。我的主要用途是将 Matplotlib 嵌入到在 Windows、Linux 和 Macintosh OS X 上运行的 Gtk+ EEG 应用程序中。
Matplotlib 的原始标志(2003 - 2008 年)。
Matplotlib 标志(2008 - 2015 年)。