Matplotlib 3.4.0 版本新特性(2021 年 3 月 26 日)#

有关自上次修订以来所有问题和拉取请求的列表,请参阅 3.10.0 版本的 GitHub 统计数据(2024 年 12 月 13 日)

图形和轴的创建/管理#

新的子图功能#

新的 figure.Figure.add_subfigurefigure.Figure.subfigures 功能允许在图形中创建虚拟图形。以前,使用嵌套的 gridspecs 完成了类似的嵌套(请参阅 嵌套的 Gridspecs)。但是,这不允许仅与每个子 gridspec 相关的本地化图形艺术家(例如,颜色条或 suptitle)。

新方法 figure.Figure.add_subfigurefigure.Figure.subfigures 旨在与 figure.Figure.add_subplotfigure.Figure.subplots 押韵,并具有大多数相同的参数。

有关更多详细信息,请参阅 图形子图

注意

截至 v3.4,子图功能是实验性 API。

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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
    """)

可以写成更短的

plt.subplot_mosaic("AB;CC")

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更改轴创建方法 (gca, add_axes, add_subplot) 的行为#

创建新轴的函数的行为(pyplot.axes, pyplot.subplot, figure.Figure.add_axes, figure.Figure.add_subplot) 已更改。过去,这些函数会检测您是否尝试使用与当前图形中已存在的轴相同的关键字参数来创建轴,如果是,它们将返回现有轴。现在,pyplot.axes, figure.Figure.add_axesfigure.Figure.add_subplot 将始终创建新轴。pyplot.subplot 将继续重用具有匹配的子图规范和相等 kwargs 的现有轴。

相应地,获取当前轴的函数的行为 (pyplot.gca, figure.Figure.gca) 已更改。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轴匹配,则将返回该轴,否则将使用这些关键字参数创建新轴。现在,仅当当前图形中根本没有轴时,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 获得了 axes_class 参数#

特别是,现在可以使用 fig.add_subplot(axes_class=mpl_toolkits.axislines.Axes) 等习惯用法来使用 mpl_toolkits 轴子类

Subplot 和 subplot2grid 现在可以使用约束布局#

constrained_layout 依赖于图中每个逻辑布局的单个 GridSpec。之前,pyplot.subplotpyplot.subplot2grid 每次被调用时都会添加一个新的 GridSpec,因此与 constrained_layout 不兼容。

现在,如果行数和列数与图中已有的顶层 GridSpec 相同,即 plt.subplot(2, 1, 2) 将使用与 plt.subplot(2, 1, 1) 相同的 GridSpec,并且 Figureconstrained_layout=True 选项将生效, subplot 尝试重用 GridSpec

相反,混合使用 *nrows* 和 *ncols* 将 **不** 与 constrained_layout 一起工作:plt.subplot(2, 2, 1) 后跟 plt.subplots(2, 1, 2) 仍然会生成两个 GridSpec,并且 constrained_layout=True 将给出错误的结果。 为了获得期望的效果,第二次调用可以指定第二个 Axes 打算覆盖的单元格:plt.subplots(2, 2, (2, 4)),或者可以使用更具 Python 风格的 plt.subplot2grid((2, 2), (0, 1), rowspan=2)

绘图方法#

axline 支持 *transform* 参数#

现在,axline 支持 *transform* 参数,该参数应用于点 *xy1*,*xy2*。 *slope* (如果给定)始终采用数据坐标。

例如,这可以与 ax.transAxes 一起使用,以绘制具有固定斜率的线条。在以下图中,即使它们显示不同的数据限制,该线也会穿过两个 Axes 上的同一点。

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))

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条形图的新自动标签#

添加了一个新的 Axes.bar_label 方法,用于自动标记条形图。

../../_images/sphx_glr_bar_label_demo_001.png

新自动标签的示例。#

可以为 barbarh 指定阴影线列表#

与某些其他矩形属性类似,现在可以将阴影线样式的列表传递给 barbarh,以便创建具有不同阴影线样式的条形,例如:

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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',默认为 None

等高线图现在默认使用 ScalarFormatter#

fmt="%1.3f" 传递给等高线调用,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(例如线型),Axes.errorbar 会错误地跳过 Axes 属性循环。现在,Axes.errorbar 将像 Axes.plot 一样推进 Axes 属性循环,也就是说,只要没有显式传递循环器中的所有属性即可。

例如,以下内容将循环遍历线型

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')

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errorbar errorevery 参数与 markevery 匹配#

plot 的 *markevery* 参数类似,errorbar 的 *errorevery* 参数现在接受切片和 NumPy 花式索引(必须与 *x* 的大小匹配)。

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hexbin 支持 *C* 参数的数据引用#

与 *x* 和 *y* 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)

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支持用于格式化 Sankey 标签的可调用对象#

format matplotlib.sankey.Sankey 的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。

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Axes.spines 访问快捷方式#

Axes.spines 现在是一个用于一组 Spine 的专用容器类 Spines,而不是 OrderedDict。除了类似字典的访问之外,Axes.spines 现在还支持一些类似于 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 图元#

pyplot.stairs 和底层的图元 StepPatch 为绘制阶跃常数函数提供了一个更清晰的接口,适用于您知道阶跃边缘的常见情况。这取代了 pyplot.step 的许多用例,例如在绘制 numpy.histogram 的输出时。

对于图元和函数,类 x 的边缘输入比类 y 的值输入长一个元素

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有关示例,请参阅 Stairs Demo

为茎图添加了 *orientation* 参数#

默认情况下,茎线是垂直的。可以使用 Axes.stempyplot.stem 的 *orientation* 参数将其更改为水平。

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括号箭头样式的角度#

在传递给 FancyArrowPatch 的 *arrowstyle* 参数的 *Bracket* 箭头样式(]-[]--[|-|)上指定的角度现在会生效。以前,允许使用 *angleA* 和 *angleB* 选项,但没有任何效果。

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TickedStroke 路径效果#

新的 TickedStroke 路径效果可用于生成具有刻度样式的线条。这可用于区分优化解决方案空间中约束边界的有效侧和无效侧。

../../_images/sphx_glr_tickedstroke_demo_002.png

颜色和色彩图#

集合颜色规范和映射#

重新处理颜色映射以及 *facecolor* 和 *edgecolor* 的关键字参数导致了三个行为更改

  1. 可以通过调用 Collection.set_array(None) 来关闭颜色映射。以前,这不会产生任何效果。

  2. 当设置了可映射数组,并且 facecolor='none'edgecolor='face' 时,面和边都将保持无色。以前,边会进行颜色映射。

  3. 当设置了可映射数组,并且 facecolor='none'edgecolor='red' 时,边将为红色。这解决了 Issue #1302。以前,边会进行颜色映射。

透明度 (alpha) 可以在集合中设置为数组#

以前,控制集合中透明度的 alpha 值只能指定为应用于集合中所有元素的标量。例如,scatter 图中的所有标记,或 pcolormesh 图中的所有四边形,都具有相同的 alpha 值。

现在可以以数组的形式提供 alpha,集合中的每个元素(标记、四边形等)都有一个值。

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pcolormesh 通过启用捕捉改进了透明度处理#

由于捕捉关键字参数传递到 Agg 后端的方式,以前版本的 Matplotlib 会在具有透明度的网格边缘之间显示线条。此版本现在默认应用捕捉。要恢复旧的行为(例如,对于测试图像),您可以将 rcParams["pcolormesh.snap"](默认值:True)设置为 False

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请注意,主绘图的网格边界之间存在透明度不同的线条。当颜色映射添加透明度时,颜色栏也会显示这些线条,因为它内部使用 pcolormesh 来绘制颜色栏。默认情况下启用捕捉功能(如下所示),网格边界处的线条将消失。

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Colormap 对象的 IPython 表示#

matplotlib.colors.Colormap 对象现在具有用于 IPython / Jupyter 后端的图像表示。在最后一行返回颜色映射的单元格将显示颜色映射的图像。

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_badColormap.set_underColormap.set_over 方法会就地修改颜色映射,因此如果设置极端颜色(例如用于内置颜色映射),用户必须小心首先复制颜色映射。

新的 Colormap.with_extremes(bad=..., under=..., over=...) 可以用于首先复制颜色映射,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,它与之前的单个设置器存在相同的问题。

获取 Colormap 对象的 under/over/bad 颜色#

matplotlib.colors.Colormap 现在具有方法 get_underget_overget_bad,用于获取超出范围和被掩盖值的颜色。

新的 cm.unregister_cmap 函数#

matplotlib.cm.unregister_cmap 允许用户删除他们之前注册的颜色映射。

新的 CenteredNorm 用于中心对称的数据#

在数据围绕中心对称的情况下,例如围绕中心零的正负异常,CenteredNorm 是一种新的范数,可自动创建围绕中心的对称映射。此范数非常适合与在其中心使用不饱和颜色的发散颜色映射结合使用。

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如果对称中心与 0 不同,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。

有关示例和有关数据规范化的更多详细信息,请参见颜色映射规范化

新的 FuncNorm 用于任意规范化#

FuncNorm 允许使用函数进行前向和反向的任意规范化。

(源代码, 2x.png, png)

有关示例和有关数据规范化的更多详细信息,请参见颜色映射规范化

基于 GridSpec 的颜色栏现在可以放置在主轴的上方或左侧#

通过将 location="top"location="left" 传递给 colorbar() 调用。

标题、刻度和标签#

supxlabel 和 supylabel#

可以向整个图添加 x 和 y 标签,类似于使用新的 Figure.supxlabelFigure.supylabel 方法的 Figure.suptitle

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共享轴 subplots 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轴的 x 刻度标签,以及不在最后一行的轴的 y 刻度标签。如果 rcParams 指定轴应在顶部(rcParams["xtick.labeltop"] = True)或在右侧(rcParams["ytick.labelright"] = True)标记,则此行为不正确。

现在可以正确处理以下情况(根据需要在轴的第一行和最后一列上调整可见性)

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)

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带有标签的可迭代对象可以传递给 Axes.plot#

当通过将二维数据作为 *y* 值传递给 plot 来绘制多个数据集时,可以将数据集的标签作为列表传递,列表的长度应与 *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()

(源代码, 2x.png, png)

字体和文本#

文本变换可以旋转文本方向#

新的 Text 参数 transform_rotates_text 现在可以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

新 *transform_rotates_text* 参数的示例#

matplotlib.mathtext 现在支持 *overset* 和 *underset* LaTeX 符号#

mathtext 现在支持 *overset* 和 *underset*,分别调用为 \overset{annotation}{body}\underset{annotation}{body},其中 *annotation* 是 *body* “上方”或“下方”的文本。

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math_fontfamily 参数可更改 Text 字体系列#

新的 *math_fontfamily* 参数可用于更改绘图中每个单独文本元素的字体系列。 如果未设置任何参数,则将使用全局值 rcParams["mathtext.fontset"] (默认值: 'dejavusans')。

../../_images/sphx_glr_mathtext_fontfamily_example_001.png

TextArea/AnchoredText 支持 *horizontalalignment*#

现在可以指定 TextAreaAnchoredText 中文本的水平对齐方式,这对于多行文本最有效。

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PDF 支持 Text 艺术家上的 URL#

现在,text.Text 艺术家上的 URL(即来自 Artist.set_url)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 interval_multiples#

新的 rcParams["date.converter"] (默认值: 'auto') 允许在 matplotlib.dates.DateConvertermatplotlib.dates.ConciseDateConverter 之间切换,分别使用字符串 'auto' 和 'concise'。

新的 rcParams["date.interval_multiples"] (默认值: True) 允许在日期定位器尝试以设定的间隔(即,每月 1 日和 15 日)拾取刻度线,以及从时间序列开始的任意位置开始的均匀间隔刻度线之间切换。

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)

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日期格式化程序现在遵循 *usetex* rcParam#

AutoDateFormatterConciseDateFormatter 现在遵循 rcParams["text.usetex"] (默认值: False),因此将使用与默认(非日期)格式化程序的 TeX 渲染一致的字体。也可以在创建格式化程序实例时传递 *usetex* 参数来启用/禁用 TeX 渲染。

在以下图中,x 轴(日期)和 y 轴(数字)现在都使用相同的(TeX)字体

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将 *image.cmap* 设置为 Colormap#

现在可以将 rcParams["image.cmap"] (默认值: 'viridis') 设置为 Colormap 实例,例如使用新的 set_extremes 创建的颜色图。(这只能从 Python 代码中完成,而不是从 matplotlibrc 文件中完成。)

可以使用 rcParams 独立设置刻度和刻度标签颜色#

以前,rcParams["xtick.color"] (默认值: 'black') 定义了刻度颜色和标签颜色。现在可以使用 rcParams["xtick.labelcolor"] (默认值: 'inherit') 独立设置标签颜色。它默认为 'inherit',它将从 rcParams["xtick.color"] (默认值: 'black') 获取值。ytick.[label]color 也是如此。例如,要将刻度线设置为浅灰色,并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'

或者通过将以下行添加到 matplotlibrc 文件或 Matplotlib 样式文件中

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

3D 轴改进#

3D 轴中的 Errorbar 方法#

错误条函数 Axes.errorbar 完全移植到 3D 轴框架中,支持错误线和帽标记的自定义样式、对错误条间距的控制以及上限和下限标记等功能。

../../_images/sphx_glr_errorbar3d_001.png

3D 轴中的茎图#

现在 3D 轴支持茎图。与 2D 茎图非常相似,stem 支持以各种方向绘制茎图。

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另请参阅 3D 茎图 演示。

3D 集合属性现在可修改#

以前,用于 3D 效果(例如,修改颜色以产生深度阴影)的 3D 集合的属性在创建后无法更改。

现在可以随时修改 3D 集合的所有属性。

在 3D 轴中平移#

使用鼠标中键单击并拖动以平移 3D 轴。

交互式工具改进#

新的 RangeSlider 小部件#

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

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滑块现在可以捕捉到任意值#

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先前的行为。

暂停和恢复动画#

animation.Animation.pauseanimation.Animation.resume 方法允许您暂停和恢复动画。这些方法可以用作 UI 元素上事件侦听器的回调,以便您的绘图可以具有一些回放控制 UI。

Sphinx 扩展#

plot_directive *caption* 选项#

以前,当使用 plot_directive 指令以及外部源文件时,通过指定内容来支持标题。

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

    This is the caption for the plot.

:caption: 选项允许为外部和

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

内联绘图指定标题。

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

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

后端特定改进#

现在合并连续的栅格化绘制#

可以使用 *rasterized* 关键字参数或 set_rasterized() 将矢量输出的元素单独设置为栅格化。这对于减小文件大小很有用。对于具有多个栅格元素的图形,现在会自动将其合并为较少数量的位图,而这不会影响视觉输出。对于具有许多元素的情况,这可以导致文件大小显著减小。

为确保发生这种情况,请不要在栅格元素之间放置矢量元素。

要禁止此合并,请将 Figure.suppressComposite 设置为 True。

FFMpegFileWriter 中支持 raw/rgba 帧格式#

当使用 FFMpegFileWriter 时,现在可以将 *frame_format* 设置为 "raw""rgba",这可能比图像格式稍快,因为 Matplotlib 和 FFmpeg 之间无需进行编码/解码。

nbAgg/WebAgg 支持鼠标中键单击和双击#

nbAgg 和 WebAgg 后端现在支持双击事件。以前,WebAgg 会将鼠标中键单击事件报告为右键单击,但现在报告正确的按钮类型。

nbAgg 支持二进制通信#

如果 Web 浏览器和笔记本电脑支持二进制 WebSocket,则 nbAgg 现在将使用它们来稍微改进图形显示的传输。

尽可能在 PDF 文件中使用 PNG 图像的索引颜色#

当 PNG 图像具有 256 种或更少的颜色时,会在将其保存在 PDF 中之前将其转换为索引颜色。在某些情况下,这可以导致文件大小显著减小。对于使用颜色映射但没有插值的栅格数据(例如 Healpy mollview 图)尤其如此。目前,这仅针对 RGB 图像完成。

改进了 PDF/PS 中的字体子集#

PDF 和 PostScript 中的字体子集已从嵌入的 ttconv C 代码重写为 Python。某些复合字符和轮廓可能略有变化。这修复了 PDF 中的 ttc 子集,并增加了对 3 型 OTF 字体的子集支持,从而生成更小的文件(使用 CJK 字体时小得多),并避免了遇到 42 型嵌入和某些 PDF 阅读器(如 Acrobat Reader)的问题。

在 PDF 中为字符串添加了字距调整#

与 Agg 后端中生成的文本一样(有关示例,请参阅 之前的新增功能条目),PDF 现在在文本字符串中包含字距调整。

QtAgg 中的完全小数 HiDPI#

完全小数 HiDPI(即不是整数的 HiDPI 比率)已在 Qt 5.14 中添加,并且在使用此版本的 Qt 或更高版本时,QtAgg 后端现在支持它。

wxAgg 支持全屏切换#

wxAgg 后端支持使用 f 快捷方式或管理器函数 FigureManagerBase.full_screen_toggle 来切换全屏。