作者：邁克爾·貝耶勒（Michael Beyeler）
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如果已安裝Anaconda Python版本，就已經(jīng)安裝好了可以使用的 Matplotlib。否則，可能要訪問官網(wǎng)并從中獲取安裝說明：
正如使用np作為 NumPy 的縮寫，我們將使用一些標準的縮寫來表示 Matplotlib 的引入：
在本書中，plt接口會被頻繁使用。
讓我們創(chuàng)建第一個繪圖。
假設(shè)想要畫出正弦函數(shù)sin(x)的線性圖。得到函數(shù)在x坐標軸上0≤x＜10內(nèi)所有點的值。我們將使用 NumPy 中的 linspace 函數(shù)來在x坐標軸上創(chuàng)建一個從0到10的線性空間，以及100個采樣點：
可以使用 NumPy 中的sin函數(shù)得到所有x點的值，并通過調(diào)用plt中的plot函數(shù)把結(jié)果畫出來：
你親自嘗試了嗎？發(fā)生了什么嗎？有沒有什么東西出現(xiàn)？
實際情況是，取決于你在哪里運行腳本，可能無法看到任何東西。有下面幾種可能性：
1. 從.py腳本中繪圖
如果從一個腳本中運行 Matplotlib，需要加上下面的這行調(diào)用：
在腳本末尾調(diào)用這個函數(shù)，你的繪圖就會出現(xiàn)！
2. 從 IPython shell 中繪圖
這實際上是交互式地執(zhí)行Matplotlib最方便的方式。為了讓繪圖出現(xiàn)，需要在啟動 IPython 后使用所謂的%matplotlib魔法命令。
接下來，無須每次調(diào)用plt.show()函數(shù)，所有的繪圖將會自動出現(xiàn)。
3. 從 Jupyter Notebook 中繪圖
如果你是從基于瀏覽器的 Jupyter Notebook 中看這段代碼，需要使用同樣的%matplotlib魔法命令。然而，也可以直接在notebook中嵌入圖形，這會有兩種輸出選項：
在本書中，將會使用inline選項：
現(xiàn)在再次嘗試一下：
上面的命令會得到下面的繪圖輸出結(jié)果：
如果想要把繪圖保存下來留作以后使用，可以直接在 IPython 或者 Jupyter Notebook 使用下面的命令保存：
僅需要確保你使用了支持的文件后綴，比如.jpg、.png、.tif、.svg、.eps或者.pdf。
作為本章最后一個測試，讓我們對外部數(shù)據(jù)集進行可視化，比如scikit-learn中的數(shù)字數(shù)據(jù)集。
為此，需要三個可視化工具：
那么開始引入這些包吧：
第一步是載入實際數(shù)據(jù)：
如果沒記錯的話，digits應(yīng)該有兩個不同的數(shù)據(jù)域：data域包含了真正的圖像數(shù)據(jù)，target域包含了圖像的標簽。相對于相信我們的記憶，我們還是應(yīng)該對digits稍加 探索 。輸入它的名字，添加一個點號，然后按Tab鍵：digits.TAB，這個操作將向我們展示digits也包含了一些其他的域，比如一個名為images的域。images和data這兩個域，似乎簡單從形狀上就可以區(qū)分。
兩種情況中，第一維對應(yīng)的都是數(shù)據(jù)集中的圖像數(shù)量。然而，data中所有像素都在一個大的向量中排列，而images保留了各個圖像8×8的空間排列。
因此，如果想要繪制出一副單獨的圖像，使用images將更加合適。首先，使用NumPy的數(shù)組切片從數(shù)據(jù)集中獲取一幅圖像：
這里是從1797個元素的數(shù)組中獲取了它的第一行數(shù)據(jù)，這行數(shù)據(jù)對應(yīng)的是8×8=64個像素。下面就可以使用plt中的imshow函數(shù)來繪制這幅圖像：
上面的命令得到下面的輸出：
此外，這里也使用cmap參數(shù)指定了一個顏色映射。默認情況下，Matplotlib 使用MATLAB默認的顏色映射jet。然而，在灰度圖像的情況下，gray顏色映射更有效。
最后，可以使用plt的subplot函數(shù)繪制全部數(shù)字的樣例。subplot函數(shù)與MATLAB中的函數(shù)一樣，需要指定行數(shù)、列數(shù)以及當前的子繪圖索引（從1開始計算）。我們將使用for 循環(huán)在數(shù)據(jù)集中迭代出前十張圖像，每張圖像都分配到一個單獨的子繪圖中。
這會得到下面的輸出結(jié)果：
關(guān)于作者：Michael Beyeler，華盛頓大學神經(jīng)工程和數(shù)據(jù)科學專業(yè)的博士后，主攻仿生視覺計算模型，用以為盲人植入人工視網(wǎng)膜（仿生眼睛），改善盲人的視覺體驗。 他的工作屬于神經(jīng)科學、計算機工程、計算機視覺和機器學習的交叉領(lǐng)域。同時他也是多個開源項目的積極貢獻者。
本文摘編自《機器學習：使用OpenCV和Python進行智能圖像處理》，經(jīng)出版方授權(quán)發(fā)布。
今天開始琢磨用Python畫圖，沒使用之前是一臉懵的，我使用的開發(fā)環(huán)境是Pycharm，這個輸出的是一行行命令，這個圖畫在哪里呢？
搜索之后發(fā)現(xiàn)，它會彈出一個對話框，然后就開始畫了，比如下圖
第一個常用的庫是Turtle，它是Python語言中一個很流行的繪制圖像的函數(shù)庫，這個詞的意思就是烏龜，你可以想象下一個小烏龜在一個x和y軸的平面坐標系里，從原點開始根據(jù)指令控制，爬行出來就是繪制的圖形了。
它最常用的指令就是旋轉(zhuǎn)和移動，比如畫個圓，就是繞著圓心移動；再比如上圖這個怎么畫呢，其實主要就兩個命令：
turtle.forward(200)
turtle.left(170)
第一個命令是移動200個單位并畫出來軌跡
第二個命令是畫筆順時針轉(zhuǎn)170度，注意此時并沒有移動，只是轉(zhuǎn)角度
然后呢？ 循環(huán)重復就畫出來這個圖了
好玩吧。
有需要仔細研究的可以看下這篇文章 ，這個牛人最后用這個庫畫個移動的鐘表，太贊了。
Turtle雖好玩，但是我想要的是我給定數(shù)據(jù)，然后讓它畫圖，這里就找到另一個常用的畫圖的庫了。
Matplotlib是python最著名的繪圖庫，它提供了一整套和matlab相似的命令API，十分適合交互式地行制圖。其中，matplotlib的pyplot模塊一般是最常用的，可以方便用戶快速繪制二維圖表。
使用起來也挺簡單，
首先import matplotlib.pyplot as plt?導入畫圖的圖。
然后給定x和y，用這個命令plt.plot(x, y)就能畫圖了，接著用plt.show()就可以把圖形展示出來。
接著就是各種完善，比如加標題，設(shè)定x軸和y軸標簽，范圍，顏色，網(wǎng)格等等，在 這篇文章里介紹的很詳細。
現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)的好處就是你需要什么內(nèi)容，基本上都能搜索出來，而且還是免費的。
我為什么要研究這個呢？當然是為了用，比如我把比特幣的曲線自己畫出來可好？
假設(shè)現(xiàn)在有個數(shù)據(jù)csv文件，一列是日期，另一列是比特幣的價格，那用這個命令畫下：
這兩列數(shù)據(jù)讀到pandas中，日期為df['time']列，比特幣價格為df['ini']，那我只要使用如下命令
plt.plot(df['time'], df['ini'])
plt.show()
就能得到如下圖：
自己畫的是不是很香，哈哈！
然后呢，我在上篇文章 中介紹過求Ahr999指數(shù)，那可不可以也放到這張圖中呢？不就是加一條命令嘛
plt.plot(df['time'], df['Ahr999'])
圖形如下：
但是，Ahr999指數(shù)怎么就一條線不動啊，?原來兩個Y軸不一致，顯示出來太怪了，需要用多Y軸，問題來了。
繼續(xù)谷歌一下，把第二個Y軸放右邊就行了，不過呢得使用多圖，重新繪制
fig = plt.figure() # 多圖
ax1 = fig.add_subplot(111)
ax1.plot(df['time'], df['ini'], label="BTC price")? #?繪制第一個圖比特幣價格
ax1.set_ylabel('BTC price') #?加上標簽
# 第二個直接對稱就行了
ax2 = ax1.twinx()#?在右邊增加一個Y軸
ax2.plot(df['time'], df['Ahr999'], 'r', label="ahr999")??#?繪制第二個圖Ahr999指數(shù)，紅色
ax2.set_ylim([0, 50])# 設(shè)定第二個Y軸范圍
ax2.set_ylabel('ahr999')
plt.grid(color="k", linestyle=":")# 網(wǎng)格
fig.legend(loc="center")#圖例
plt.show()
跑起來看看效果，雖然丑了點，但終于跑通了。
這樣就可以把所有指數(shù)都繪制到一張圖中，等等，三個甚至多個Y軸怎么加？這又是一個問題，留給愛思考愛學習的你。
有了自己的數(shù)據(jù)，建立自己的各個指數(shù)，然后再放到圖形界面中，同時針對異常情況再自動進行提醒，比如要抄底了，要賣出了，用程序做出自己的晴雨表。
Turtle庫是Python語言中一個很流行的繪制圖像的函數(shù)庫，想象一個小烏龜，在一個橫軸為x、縱軸為y的坐標系原點，(0,0)位置開始，它根據(jù)一組函數(shù)指令的控制，在這個平面坐標系中移動，從而在它爬行的路徑上繪制了圖形。
畫布就是turtle為我們展開用于繪圖區(qū)域，我們可以設(shè)置它的大小和初始位置。
設(shè)置畫布大小
turtle.screensize(canvwidth=None, canvheight=None, bg=None)，參數(shù)分別為畫布的寬(單位像素), 高, 背景顏色。
如：turtle.screensize(800,600, "green")
turtle.screensize() #返回默認大小(400, 300)
turtle.setup(width=0.5, height=0.75, startx=None, starty=None)，參數(shù)：width, height: 輸入寬和高為整數(shù)時, 表示像素; 為小數(shù)時, 表示占據(jù)電腦屏幕的比例，(startx, starty): 這一坐標表示矩形窗口左上角頂點的位置, 如果為空,則窗口位于屏幕中心。
如：turtle.setup(width=0.6,height=0.6)
turtle.setup(width=800,height=800, startx=100, starty=100)
2.1 畫筆的狀態(tài)
在畫布上，默認有一個坐標原點為畫布中心的坐標軸，坐標原點上有一只面朝x軸正方向小烏龜。這里我們描述小烏龜時使用了兩個詞語：坐標原點(位置)，面朝x軸正方向(方向)， turtle繪圖中，就是使用位置方向描述小烏龜(畫筆)的狀態(tài)。
2.2 畫筆的屬性
畫筆(畫筆的屬性，顏色、畫線的寬度等)
1) turtle.pensize()：設(shè)置畫筆的寬度；
2) turtle.pencolor()：沒有參數(shù)傳入，返回當前畫筆顏色，傳入?yún)?shù)設(shè)置畫筆顏色，可以是字符串如"green", "red",也可以是RGB 3元組。
3) turtle.speed(speed)：設(shè)置畫筆移動速度，畫筆繪制的速度范圍[0,10]整數(shù)，數(shù)字越大越快。
2.3 繪圖命令
操縱海龜繪圖有著許多的命令，這些命令可以劃分為3種：一種為運動命令，一種為畫筆控制命令，還有一種是全局控制命令。
(1) 畫筆運動命令
(2) 畫筆控制命令
(3) 全局控制命令
(4) 其他命令
3. 命令詳解
3.1 turtle.circle(radius, extent=None, steps=None)
描述：以給定半徑畫圓
參數(shù)：
radius(半徑)：半徑為正(負)，表示圓心在畫筆的左邊(右邊)畫圓；
extent(弧度) (optional)；
steps (optional) (做半徑為radius的圓的內(nèi)切正多邊形，多邊形邊數(shù)為steps)。
舉例:
circle(50) # 整圓;
circle(50,steps=3) # 三角形;
circle(120, 180) # 半圓
實例：
1、太陽花
2、五角星
3、時鐘程序
泰勒圖繪制的核心思想是設(shè)計一個只有第一象限的極坐標，并將方差，相關(guān)系數(shù)進行捆綁，通過轉(zhuǎn)化為極坐標系坐標進行繪制。為了實現(xiàn)泰勒圖的繪制，我設(shè)計了兩個函數(shù)：
set_tayloraxes(fig, location=111) 和plot_taylor(axes, refsample, sample, args, *kwargs)
set_tayloraxes()函數(shù)用于建立一個泰勒圖的坐標系，這個自定義函數(shù)一般情況下不建議修改，每一個參數(shù)都是經(jīng)過多次調(diào)試得到的，很可能牽一發(fā)動全身。因此，將繪圖部分的獨立成為了plot_taylor函數(shù)()，這部分函數(shù)較為簡單，目的就是將需要繪圖的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為極坐標系坐標，通過plot函數(shù)將散點打在泰勒圖上，這個函數(shù)模塊較為簡單，可以根據(jù)自己的輸入數(shù)據(jù)情況進行調(diào)整。
下面介紹下函數(shù)的具體用法：
輸入：
fig： 需要繪圖的figure
rect：圖的位置，如111為1行1列第一個，122為1行2列第2個
輸出：
polar_ax：泰勒坐標系
輸入：
axes : setup_axes返回的泰勒坐標系
refsample ：參照樣本
sample ：評估樣本
args, *kwargs ：plt.plot()函數(shù)的相關(guān)參數(shù)，設(shè)置點的顏色，形狀等等。
下面給出示例：
1，xlable,ylable設(shè)置x，y軸的標題文字。
2，title設(shè)置標題。
3，xlim,ylim設(shè)置x,y軸顯示范圍。
plt.show()顯示繪圖窗口，通常情況下，show（）會阻礙程序運行，帶-wthread等參數(shù)的環(huán)境下，窗口不會關(guān)閉。
plt.saveFig（）保存圖像。
面向?qū)ο罄L圖
1，當前圖表和子圖可以用gcf(),gca()獲得。
subplot()繪制包含多個圖表的子圖。
configure subplots,可調(diào)節(jié)子圖與圖表邊框距離。
可以通過修改配置文件更改對象屬性。
圖標顯示中文
1，在程序中直接指定字體。
2， 在程序開始修改配置字典reParams.
3，修改配置文件。
Artist對象
1，圖標的繪制領(lǐng)域。
2，如何在FigureCanvas對象上繪圖。
3，如何使用Renderer在FigureCanvas對象上繪圖。
FigureCanvas和Render處理底層圖像操作，Artist處理高層結(jié)構(gòu)。
分為簡單對象和容器對象，簡單的Aritist是標準的繪圖元件，例如Line 2D,Rectangle,Text,AxesImage等，而容器類型包含許多簡單的的 Aritist對象，使他們構(gòu)成一個整體，例如Axis,Axes,Figure等。
直接創(chuàng)建Artist對象進項繪圖操作步奏：
1，創(chuàng)建Figure對象（通過figure（）函數(shù)，會進行許多初始化操作，不建議直接創(chuàng)建。）
2，為Figure對象創(chuàng)建一個或多個Axes對象。
3，調(diào)用Axes對象的方法創(chuàng)建各類簡單的Artist對象。
Figure容器
如何找到指定的Artist對象。
1，可調(diào)用add_subplot()和add_axes()方法向圖表添加子圖。
2，可使用for循環(huán)添加柵格。
3，可通過transform修改坐標原點。
Axes容器
1，patch修改背景。
2，包含坐標軸，坐標網(wǎng)格，刻度標簽，坐標軸標題等內(nèi)容。
3，get_ticklabels(),,get-ticklines獲得刻度標簽和刻度線。
1，可對曲線進行插值。
2，fill_between()繪制交點。
3，坐標變換。
4，繪制陰影。
5，添加注釋。
1，繪制直方圖的函數(shù)是
2，箱線圖（Boxplot）也稱箱須圖（Box-whisker Plot），是利用數(shù)據(jù)中的五個統(tǒng)計量：最小值、第一四分位
數(shù)、中位數(shù)、第三四分位數(shù)與最大值來描述數(shù)據(jù)的一種方法，它可以粗略地看出數(shù)據(jù)是否具有對稱性以及分
布的分散程度等信息，特別可以用于對幾個樣本的比較。
3，餅圖就是把一個圓盤按所需表達變量的觀察數(shù)劃分為若干份，每一份的角度（即面積）等價于每個觀察
值的大小。
4,散點圖
5,QQ圖
低層繪圖函數(shù)
類似于barplot()，dotchart()和plot()這樣的函數(shù)采用低層的繪圖函數(shù)來畫線和點，來表達它們在頁面上放置的位置以及其他各種特征。
在這一節(jié)中，我們會描述一些低層的繪圖函數(shù)，用戶也可以調(diào)用這些函數(shù)用于繪圖。首先我們先講一下R怎么描述一個頁面；然后我們講怎么在頁面上添加點，線和文字；最后講一下怎么修改一些基本的圖形。
繪圖區(qū)域與邊界
R在繪圖時，將顯示區(qū)域劃分為幾個部分。繪制區(qū)域顯示了根據(jù)數(shù)據(jù)描繪出來的圖像，在此區(qū)域內(nèi)R根據(jù)數(shù)據(jù)選擇一個坐標系，通過顯示出來的坐標軸可以看到R使用的坐標系。在繪制區(qū)域之外是邊沿區(qū)，從底部開始按順時針方向分別用數(shù)字1到4表示。文字和標簽通常顯示在邊沿區(qū)域內(nèi)，按照從內(nèi)到外的行數(shù)先后顯示。
添加對象
在繪制的圖像上還可以繼續(xù)添加若干對象，下面是幾個有用的函數(shù)，以及對其功能的說明。
?points(x, y, ...)，添加點
?lines(x, y, ...)，添加線段
?text(x, y, labels, ...)，添加文字
?abline(a, b, ...)，添加直線y=a+bx
?abline(h=y, ...)，添加水平線
?abline(v=x, ...)，添加垂直線
?polygon(x, y, ...)，添加一個閉合的多邊形
?segments(x0, y0, x1, y1, ...)，畫線段
?arrows(x0, y0, x1, y1, ...)，畫箭頭
?symbols(x, y, ...)，添加各種符號
?legend(x, y, legend, ...)，添加圖列說明
本節(jié)中的萬花筒通過彩色隨機螺旋線來實現(xiàn)。我們首先定義一個函數(shù)draw()，這個函數(shù)用來繪制一個螺旋線，函數(shù)中的畫筆起始位置的坐標為函數(shù)的兩個形參。然后調(diào)用函數(shù)的時候使用一個for循環(huán)來實現(xiàn)多次調(diào)用函數(shù)，同時，函數(shù)的兩個實參由random模塊生成的隨機數(shù)組成。
重慶分公司
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