Revisión del tutorial de matplotlib.pyplot

El tutorial de matplotlib.pyplot publicado en este blog durante el 2012 ha sido revisado, corregido :-( y publicado con formato notebook de ipython.

Se ha subido el material al repositorio de pybonacci en github por lo que lo podéis descargar, usar, modificar, mejorar,...

Si lo queréis ver online podéis usar el nbviewer de la web de ipython.

P.D.: Nos estamos poniendo al día con lo último en boga de la comunidad científica. Y estad atentos puesto que el notebook de IPython va a seguir pegando fuerte.

Manual de introducción a matplotlib.pyplot (IX): Miscelánea

Esto pretende ser un tutorial del módulo pyplot de la librería matplotlib. El tutorial lo dividiremos de la siguiente forma (que podrá ir cambiando a medida que vayamos avanzando).

  1. Primeros pasos
  2. Creando ventanas, manejando ventanas y configurando la sesión
  3. Configuración del gráfico
  4. Tipos de gráfico I
  5. Tipos de gráfico II
  6. Tipos de gráfico III
  7. Tipos de gráfico IV
  8. Texto y anotaciones (arrow, annotate, table, text...)
  9. Herramientas estadísticas (acorr, cohere, csd, psd, specgram, spy, xcorr, ...)
  10. Eventos e interactividad (connect, disconnect, ginput, waitforbuttonpress...)
  11. Miscelánea

[Para este tutorial se ha usado python 2.7.1, ipython 0.11, numpy 1.6.1 y matplotlib 1.1.0 ]

[DISCLAIMER: Muchos de los gráficos que vamos a representar no tienen ningún sentido físico y los resultados solo pretenden mostrar el uso de la librería].

En todo momento supondremos que se ha iniciado la sesión y se ha hecho

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
plt.ion()

Después de dar un repaso por toda la librería, obviando algunas funciones estadísticas y eventos, vamos a acabar este tutorial viendo algunas funciones que sirven para leer y guardar imágenes.

Imaginad que queréis usar una imagen de fondo, por ejemplo vuestro nombre, o las siglas de creative commons o una foto,..., en vuestros gráficos. Para el ejemplo que vamos a ver a continuación vamos a usar la imagen que está en el siguiente enlace como fondo (guardadala en local para poder leerla).

background = plt.imread('Cc.large.png')  # Leemos la imagen que queremos usar de fondo, lo que escribáis entre comillas es la ruta a la imagen
x = np.arange(background.shape[1])  # Definimos valores de x
y = np.random.rand(background.shape[0]) * background.shape[0]  # Definimos valores de y
plt.plot(x, y)  # Dibujamos la serie
plt.imshow(background, alpha = 0.25)  # Creamos el fondo con una transparencia del 0.10 (1 es opaco y 0 es transparente)

El resultado es el siguiente:

Con plt.imread lo que hacemos es leer una imagen y convertirla en un numpy array que más tarde podemos utilizar como queramos (en este caso, como fondo para la imagen). Con plt.imshow lo que hemos hecho es mostrar la imagen en pantalla. Por último, que sepáis que también existe plt.imsave, que permite guardar un numpy array como una imagen.

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Manual de introducción a matplotlib.pyplot (VIII): Texto y anotaciones

Esto pretende ser un tutorial del módulo pyplot de la librería matplotlib. El tutorial lo dividiremos de la siguiente forma (que podrá ir cambiando a medida que vayamos avanzando).

  1. Primeros pasos
  2. Creando ventanas, manejando ventanas y configurando la sesión
  3. Configuración del gráfico
  4. Tipos de gráfico I
  5. Tipos de gráfico II
  6. Tipos de gráfico III
  7. Tipos de gráfico IV
  8. Texto y anotaciones (arrow, annotate, table, text...)
  9. Herramientas estadísticas (acorr, cohere, csd, psd, specgram, spy, xcorr, ...)
  10. Eventos e interactividad (connect, disconnect, ginput, waitforbuttonpress...)
  11. Miscelánea

[Para este tutorial se ha usado python 2.7.1, ipython 0.11, numpy 1.6.1 y matplotlib 1.1.0 ]

[DISCLAIMER: Muchos de los gráficos que vamos a representar no tienen ningún sentido físico y los resultados solo pretenden mostrar el uso de la librería].

En todo momento supondremos que se ha iniciado la sesión y se ha hecho

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
plt.ion()

Hasta ahora hemos visto como configurar las ventanas, manejo de las mismas, definir áreas de gráfico, algunos tipos de gráficos... En esta ocasión nos interesa ver como podemos meter anotaciones, tablas,..., en nuestros gráficos.

A lo largo de las anteriores entregas del tutorial hemos podido ver algunas formas de tener anotaciones típicas para el título, los ejes, leyenda,... (title, suptitle, xlabel, ylabel, figtext, legend,...). En este caso vamos a revisar las posibilidades de escribir texto personalizado mediante el uso de plt.text, plt.arrow, plt.annotate y plt.table.

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Manual de introducción a matplotlib.pyplot (VII): Tipos de gráfico (IV)

Esto pretende ser un tutorial del módulo pyplot de la librería matplotlib. El tutorial lo dividiremos de la siguiente forma (que podrá ir cambiando a medida que vayamos avanzando).

  1. Primeros pasos
  2. Creando ventanas, manejando ventanas y configurando la sesión
  3. Configuración del gráfico
  4. Tipos de gráfico I
  5. Tipos de gráfico II
  6. Tipos de gráfico III
  7. Tipos de gráfico IV
  8. Texto y anotaciones (arrow, annotate, table, text...)
  9. Herramientas estadísticas (acorr, cohere, csd, psd, specgram, spy, xcorr, ...)
  10. Eventos e interactividad (connect, disconnect, ginput, waitforbuttonpress...)
  11. Miscelánea

[Para este tutorial se ha usado python 2.7.1, ipython 0.11, numpy 1.6.1, matplotlib 1.1.0, netcdf4-python 0.9.9 y Basemap 1.0.2]

[DISCLAIMER: Muchos de los gráficos que vamos a representar no tienen ningún sentido físico y los resultados solo pretenden mostrar el uso de la librería].

En todo momento supondremos que se ha iniciado la sesión y se ha hecho

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import netCDF4 as nc
from mpl_toolkits.basemap import Basemap as Bm

Hasta ahora hemos visto como configurar las ventanas, manejo de las mismas, definir áreas de gráfico, algunos tipos de gráficos... Ahora vamos a ver un último capítulo sobre tipos de gráficos. En esta última entrada sobre los tipos de gráfico hemos metido gráficos que quizá no estén muy relacionados entre sí por lo que quizá este capítulo puede parecer un poco cajón desastre.

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Manual de introducción a matplotlib.pyplot (VI): Tipos de gráfico (III)

Esto pretende ser un tutorial del módulo pyplot de la librería matplotlib. El tutorial lo dividiremos de la siguiente forma (que podrá ir cambiando a medida que vayamos avanzando).

  1. Primeros pasos
  2. Creando ventanas, manejando ventanas y configurando la sesión
  3. Configuración del gráfico
  4. Tipos de gráfico I
  5. Tipos de gráfico II
  6. Tipos de gráfico III
  7. Tipos de gráfico IV
  8. Texto y anotaciones (arrow, annotate, table, text...)
  9. Herramientas estadísticas (acorr, cohere, csd, psd, specgram, spy, xcorr, ...)
  10. Eventos e interactividad (connect, disconnect, ginput, waitforbuttonpress...)
  11. Miscelánea

[Para este tutorial se ha usado python 2.7.1, ipython 0.11, numpy 1.6.1 y matplotlib 1.1.0]

[DISCLAIMER: Muchos de los gráficos que vamos a representar no tienen ningún sentido físico y los resultados solo pretenden mostrar el uso de la librería].

En todo momento supondremos que se ha iniciado la sesión y se ha hecho

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

Hasta ahora hemos visto como configurar las ventanas, manejo de las mismas, definir áreas de gráfico, algunos tipos de gráficos... Ahora vamos a continuar viendo tipos de gráficos disponibles desde matplotlib.pyplot. En este caso nos vamos a centrar en otros gráficos que, quizá, sean menos usados que los vistos hasta ahora. Algunos ya los hemos visto en otras entradas, como gráficos polares, gráficos de contornos [1] [2],...

Vamos a empezar por ver un gráfico tipo tarta de quesitos o tipo tarta o como lo queráis traducir (en inglés se llama pie chart). Estos sos los típicos gráficos que ponen en los periódicos con los resultados de elecciones o cosas así. En este caso vamos a ver un ejemplo real a partir de los datos de las visitas por países a este humilde blog:

plt.ion()  # Ponemos el modo interactivo
visitas = [43.97, 9.70, 7.42, 6.68, 3.91, 3.85, 3.62, 3.43, 3.16, 3.04] # Definimos un vector con el % de visitas del top ten de países
visitas = np.append(visitas, 100. - np.sum(visitas)) # Introducimos un último elemento que recoge el % de visitas de otros países fuera del top ten
paises = [u'España', u'México', 'Chile', 'Argentina', 'Colombia', 'Ecuador', u'Perú', 'USA', 'Islandia', 'Venezuela', 'Otros']  # Etiquetas para los quesitos
explode = [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0.2, 0.2, 0, 0]  # Esto nos ayudará a destacar algunos quesitos
plt.pie(visitas, labels = paises, explode = explode)  # Dibuja un gráfico de quesitos
plt.title(u'Porcentaje de visitas por país')

El resultado se puede ver en el gráfico siguiente. Como habréis adivinado, explode sirve para separar quesitos del centro de la tarta. En este caso hemos separado los quesitos de USA e Islandia para destacar los países no hispanohablantes:

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Manual de introducción a matplotlib.pyplot (V): Tipos de gráfico (II)

Esto pretende ser un tutorial del módulo pyplot de la librería matplotlib. El tutorial lo dividiremos de la siguiente forma (que podrá ir cambiando a medida que vayamos avanzando).

  1. Primeros pasos
  2. Creando ventanas, manejando ventanas y configurando la sesión
  3. Configuración del gráfico
  4. Tipos de gráfico I
  5. Tipos de gráfico II
  6. Tipos de gráfico III
  7. Tipos de gráfico IV
  8. Texto y anotaciones (arrow, annotate, table, text...)
  9. Herramientas estadísticas (acorr, cohere, csd, psd, specgram, spy, xcorr, ...)
  10. Eventos e interactividad (connect, disconnect, ginput, waitforbuttonpress...)
  11. Miscelánea

[Para este tutorial se ha usado python 2.7.1, ipython 0.11, numpy 1.6.1 y matplotlib 1.1.0]

[DISCLAIMER: Muchos de los gráficos que vamos a representar no tienen ningún sentido físico y los resultados solo pretenden mostrar el uso de la librería].

En todo momento supondremos que se ha iniciado la sesión y se ha hecho

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

Hasta ahora hemos visto como configurar las ventanas, manejo de las mismas, definir áreas de gráfico, algunos tipos de gráficos... Ahora vamos a continuar viendo tipos de gráficos disponibles desde matplotlib.pyplot. En este caso nos vamos a centrar en los gráficos de barras.

Para dibujar un histograma podemos hacer uso de plt.hist. Un histograma suele ser un gráfico de barras donde se representa la ocurrencia de datos (frecuencia) en intervalos definidos. Lo que hace plt.hist es dibujar el histograma de un vector en función del número de intervalos (bins) que definamos. Como siempre, vamos a ver esto con un ejemplo:

plt.ion()  # Ponemos el modo interactivo
x = np.random.randn(10000)  # Definimos un vector de números aleatorios de una distribución normal
plt.hist(x, bins = 20)  # Dibuja un histograma dividiendo el vector x en 20 intervalos del mismo ancho

El resultado sería el siguiente, donde se representa el cálculo que haría la función np.histogram gráficamente y en un solo paso:

Podéis jugar también con np.histogram2d, np.histogramdd y np. bincount

Si en lugar de dibujar histogramas queremos dibujar gráficos de barras para representar, que se yo, la evolución de la prima de riesgo en los últimos días podemos usar plt.bar Continue reading

Manual de introducción a matplotlib.pyplot (IV): Tipos de gráfico (I)

Esto pretende ser un tutorial del módulo pyplot de la librería matplotlib. El tutorial lo dividiremos de la siguiente forma (que podrá ir cambiando a medida que vayamos avanzando).

  1. Primeros pasos
  2. Creando ventanas, manejando ventanas y configurando la sesión
  3. Configuración del gráfico
  4. Tipos de gráfico I
  5. Tipos de gráfico II
  6. Tipos de gráfico III
  7. Tipos de gráfico IV
  8. Texto y anotaciones (arrow, annotate, table, text...)
  9. Herramientas estadísticas (acorr, cohere, csd, psd, specgram, spy, xcorr, ...)
  10. Eventos e interactividad (connect, disconnect, ginput, waitforbuttonpress...)
  11. Miscelánea

[Para este tutorial se ha usado python 2.7.1, ipython 0.11, numpy 1.6.1 y matplotlib 1.1.0]

[DISCLAIMER: Muchos de los gráficos que vamos a representar no tienen ningún sentido físico y los resultados solo pretenden mostrar el uso de la librería].

En todo momento supondremos que se ha iniciado la sesión y se ha hecho

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

Hasta ahora hemos visto como configurar las ventanas, manejo de las mismas, definir áreas de gráfico,... Ahora vamos a ir viendo los diferentes tipos de gráficos que existen.

Como habéis podido comprobar, en los ejemplos anteriores hemos estado viendo mucho plt.plot() que es lo que se suele usar para dibujar un gráfico simple de líneas representando los valores (x, f(x)). Ahora vamos a ver un ejemplo explicado para que veáis todas las posibilidades de plt.plot().

plt.ion()  # Nos ponemos en modo interactivo
x = np.arange(100)  # Valores de x
y = np.random.rand(100)  # Valores de y
plt.plot(x,y, color = 'black', label = '(x, f(x)')  # Dibujamos la evolución de f(x), frente a x
plt.plot(x[y > 0.9], y[y > 0.9], 'bo', label = 'f(x) > 0.9')  # Destacamos los valores por encima de 0.9 colocándoles un marcador circular azul
plt.axhspan(0.9, 1, alpha = 0.1)  # Colocamos una banda de color para los valores f(x) > 0.9
plt.ylim(0,1.2)  # Limitamos el eje x
plt.legend()  # Colocamos la leyenda
plt.title(u'Representación de (x, f(x))')  # Colocamos el título del gráfico
plt.xlabel('valores x')  # Colocamos la etiqueta en el eje x
plt.ylabel('valores f(x)')  # Colocamos la etiqueta en el eje y

Este es el tipo de gráfico que suelo usar un 75% de las veces. Tipos de gráfico análogos a este son plt.plot_date(), que es similar a plt.plot() considerando uno o ambos ejes como fechas, y plt.plotfile(), que dibuja directamente desde los datos de un fichero.

Otro tipo de gráfico sería el que podemos obtener con plt.stem(). Dibuja líneas verticales desde una línea base. Imaginaros, por ejemplo, que tenéis una serie temporal, la normalizamos (restándole su Continue reading

Manual de introducción a matplotlib.pyplot (III): Configuración del gráfico

Esto pretende ser un tutorial del módulo pyplot de la librería matplotlib. El tutorial lo dividiremos de la siguiente forma (que podrá ir cambiando a medida que vayamos avanzando).

  1. Primeros pasos
  2. Creando ventanas, manejando ventanas y configurando la sesión
  3. Configuración del gráfico
  4. Tipos de gráfico I
  5. Tipos de gráfico II
  6. Tipos de gráfico III
  7. Tipos de gráfico IV
  8. Texto y anotaciones (arrow, annotate, table, text...)
  9. Herramientas estadísticas (acorr, cohere, csd, psd, specgram, spy, xcorr, ...)
  10. Eventos e interactividad (connect, disconnect, ginput, waitforbuttonpress...)
  11. Miscelánea

[Para este tutorial se ha usado python 2.7.1, ipython 0.11, numpy 1.6.1 y matplotlib 1.1.0]

[DISCLAIMER: Muchos de los gráficos que vamos a representar no tienen ningún sentido físico y los resultados solo pretenden mostrar el uso de la librería].

En todo momento supondremos que se ha iniciado la sesión y se ha hecho

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

Hasta ahora hemos visto como podemos configurar la ventana y la sesión, en esta ocasión nos vamos a centrar en configurar el área del gráfico. Para ello vamos a empezar con plt.axes(), que sirve para 'llamar' y/o configurar a un área de gráfico. Podemos definir la posición, el tamaño, el color del área del fondo,...:

plt.ion()  # Ponemos la sesión como interactiva si no está como tal
plt.axes()  # Coloca un área de gráfico con los valores por defecto
plt.plot(np.exp(np.linspace(0,10,100)))  # Dibuja una exponencial de 0 a 10
plt.axes([0.2,0.55,0.3,0.3], axisbg = 'gray')  # Dibuja una nueva área de gráfica colocada y con ancho y largo definido por [0.2,0.55,0.3,0.3] y con gris como color de fondo
plt.plot(np.sin(np.linspace(0,10,100)), 'b-o', linewidth = 2)

El resultado es el siguiente:

Como podéis imaginar, podemos usar plt.axes() como sustituto de plt.subplot() si queremos dibujar gráficos que no tengan que tener una forma 'regular' dentro de la ventana. Si ahora queremos borrar el área del gráfico podemos usar plt.delaxes(), si queremos borrar el contenido que hay en el área del gráfico podemos usar plt.cla() y si queremos que no aparezca la 'caja' donde se dibuja el gráfico podemos usar plt.box() (si no hay 'caja' y queremos que aparezca podemos llamar a plt.box() y volverá a aparecer la 'caja').

El área del gráfico puede ser un área rectangular o un área para un gráfico polar (ver ejemplo).

Podemos colocar una rejilla que nos ayude a identificar mejor las áreas del gráfico mediante plt.grid() (en un gráfico polar deberemos usar plt.rgrid() y plt.thetagrids()).

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Manual de introducción a matplotlib.pyplot (II): Creando y manejando ventanas y configurando la sesión

Esto pretende ser un tutorial del módulo pyplot de la librería matplotlib. El tutorial lo dividiremos de la siguiente forma (que podrá ir cambiando a medida que vayamos avanzando).

  1. Primeros pasos
  2. Creando ventanas, manejando ventanas y configurando la sesión
  3. Configuración del gráfico
  4. Tipos de gráfico I
  5. Tipos de gráfico II
  6. Tipos de gráfico III
  7. Tipos de gráfico IV
  8. Texto y anotaciones (arrow, annotate, table, text...)
  9. Herramientas estadísticas (acorr, cohere, csd, psd, specgram, spy, xcorr, ...)
  10. Eventos e interactividad (connect, disconnect, ginput, waitforbuttonpress...)
  11. Miscelánea

[Para este tutorial se ha usado python 2.7.1, ipython 0.11, numpy 1.6.1 y matplotlib 1.1.0]

[DISCLAIMER: Muchos de los gráficos que vamos a representar no tienen ningún sentido físico y los resultados solo pretenden mostrar el uso de la librería].

En todo momento supondremos que se ha iniciado la sesión y se ha hecho

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

Como ya comentamos anteriormente, el módulo pyplot de matplotlib se suele usar para hacer pruebas rápidas desde la línea de comandos, programitas cortos o programas donde los gráficos serán, en general, sencillos.

Normalmente, cuando iniciamos la sesión, esta no está puesta en modo interactivo. En modo interactivo, cada vez que metemos código nuevo relacionado con el gráfico o la ventana (recordad, una instancia de matplotlib.axes.Axes o de matplotlib.figure.Figure, respectivamente), este se actualizará. Cuando no estamos en modo interactivo, el gráfico no se actualiza hasta que llamemos a show() (si no hay una ventana abierta) o draw() (normalmente no lo usaréis para nada) explícitamente. Veamos como es esto:

Si acabamos de iniciar sesión deberíamos estar en modo no interactivo. Para comprobarlo hacemos lo siguiente:

plt.isinteractive()
False

Si el resultado es False significa que estamos en modo no interactivo. Esto significa que si hacemos lo siguiente:

plt.plot([1,2,3,4,5])

No lanzará una ventana hasta que lo pidamos explícitamente mediante:

plt.show()

Podemos conmutar a modo interactivo o no usando plt.ion() y plt.ioff(), que lo que hacen es poner el modo interactivo en 'on' o en 'off', respectivamente. Como está en off (recordad que plt.isinteractive() nos ha dado False, lo que significa que está en 'off'), si ahora  hacemos lo siguiente (cerrad antes cualquier ventana de gráficos que tengáis abierta):

plt.ion()
plt.plot([1,2,3,4])

Vemos que directamente se abre una ventana nueva sin necesidad de llamar a plt.show(). Yo suelo usar ipython así para ir probando cosas y cuando ya acierto con como quiero que me salgan los gráficos voy a spyder, donde tengo el programa que esté haciendo, y ya escribo el código que necesito con la interfaz orientada a objetos.

Jugad un poco con plt.isinteractive(), plt.ion(), plt.ioff(), plt.show() y plt.draw() para estar más familiarizados con el funcionamiento.

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Manual de introducción a matplotlib.pyplot (I): Primeros pasos

Esto pretende ser un tutorial del módulo pyplot de la librería matplotlib. El tutorial lo dividiremos de la siguiente forma (que podrá ir cambiando a medida que vayamos avanzando).

  1. Primeros pasos
  2. Creando ventanas, manejando ventanas y configurando la sesión
  3. Configuración del gráfico
  4. Tipos de gráfico I
  5. Tipos de gráfico II
  6. Tipos de gráfico III
  7. Tipos de gráfico IV
  8. Texto y anotaciones (arrow, annotate, table, text...)
  9. Herramientas estadísticas (acorr, cohere, csd,  psd, specgram, spy, xcorr, ...)
  10. Eventos e interactividad (connect, disconnect, ginput, waitforbuttonpress...)
  11. Miscelánea

[Para este tutorial se ha usado python 2.7.1, ipython 0.11, numpy 1.6.1 y matplotlib 1.1.0]

En todo momento supondremos que se ha iniciado la sesión y se ha hecho

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

Para empezar diremos que hay tres formas de usar la librería Matplotlib:

  • La podemos usar desde python usando el módulo pylab. El módulo pylab pretende mostrar un entorno de trabajo parecido al de matlab mezclando las librerías numpy y matplotlib. Es la forma menos pythónica de usar matplotlib y se obtiene usando
from pylab import *

Normalmente solo se recomienda para hacer pruebas rápidas desde la línea de comandos.

  • Una segunda forma, que es la que veremos en este tutorial, es usando el módulo pyplot.
import matplotlib.pyplot as plt
  • Por último, la forma más recomendable y pythónica, pero más compleja, sería usar matplotlib mediante la interfaz orientada a objetos. Cuando se programa con matplotlib, no mientras se trabaja interactivamente, esta es la forma que permite tener más control sobre el código. Quizá veamos esto en el futuro si alguno nos animamos/os animáis a escribir sobre ello.

Absolutamente todo lo que vamos a usar en este tutorial y que está relacionado con matplotlib.pyplot lo podréis encontrar documentado y detallado aquí. Como he comentado, todo lo que vamos a ver está en el anterior enlace, pero no todo lo que está en el anterior enlace lo vamos a ver. Por ejemplo, en el índice veréis que he tachado los puntos 9 y 10, las funciones estadísticas y las funciones que permiten meter algo de interactividad en los gráficos dentro de pyplot. Las funciones estadísticas incluidas son pocas, algunas son complejas y muy específicas y las veo poco coherentes como grupo dentro de pyplot, para ello ya tenemos scipy y estas funciones estarían mejor ahí para separar lo que es 'gráficar' (en español de Sudámerica existe la palabra) de lo que es analizar datos. Para interactividad con los gráficos tenemos el módulo matplotlib.widgets, muchísimo más completo.

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