Matplotlibでグラフの軸まわりの設定

pythonのMatplotlibモジュールを使ったグラフ作成でタイトル,軸ラベル,目盛の設定法がまとめられたものやX軸Y軸が原点を通る設定を知りたい方へ、本記事ではサンプルコードを使い解説をしています.コピペをして使って頂ければ幸いです.

グラフ軸まわりの関数と設定箇所

・下図にグラフ軸まりの設定箇所とその関数を記載しました.これから設定する箇所のイメージを掴んで頂ければと思います.

タイトルラベルとX,Y軸ラベルの設定方法

タイトルラベルの設定方法

・タイトルラベルはAxes.set_title(“タイトル名 ” ,引数1 ,引数2,….)から設定します.

・axes.set_titleの引数

引数	効果
color	文字の色
fontsize	文字の大きさ
fontweight	線種
pad	軸上部からの移動長さ
loc	タイトルの位置 {‘center’, ‘left’, ‘right’}

軸ラベルの設定方法

・X軸ラベルはAxes.set_xlabel(“x軸ラベル名” ,引数1 ,引数2,….)から設定します.

・Y軸ラベルはAxes.set_ylabel(“y軸ラベル名” ,引数1 ,引数2,….)から設定します.

・set_x(y)labelの引数

引数	効果
color	文字の色設定
fontsize	文字の大きさ
fontweight	線種の設定 “bold” 太字
fontstyle	文字のスタイル:”italic”斜字
labelpad	軸からの距離{ 0 :デフォルト, 正の値:軸の外側への移動長さ, 正の値:軸の内側への移動長さ}
rotatin	文字の傾き{vertival : 垂直, horizontal: 水平,値 : 回転角度}

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
fig = plt.figure()
ax1 = fig.add_subplot(1,1,1)
x1 = np.arange(1, 100, 1.0)
y1 = np.log10(x1)
line1 = ax1.plot(x1,y1) #ax1グラフを描く
ax1.set_title("Title",
    color="orange", fontsize=20 ,#文字の色,文字の大きさ
    fontweight="bold", pad=1.4,  #線種,軸上部からの移動長さ
    loc='right')                 #タイトルの左右位置
ax1.set_xlabel("X-label")
ax1.set_ylabel("Y-label",
    color="red" ,fontsize=20,            #色、文字の大きさ
    fontweight="bold",fontstyle="italic",#線種,文字のスタイル
    labelpad=-50 ,rotation="horizontal") #軸からの距離,文字の傾き
plt.show()

目盛りの表示

・X軸目盛り値の指定はAxes.set_xticks([目盛値1,目盛値2,….])で行います.
また,numpyを使い目盛り値を初期値から終値までの増分で指定できます.
Axes.set_xticks([np.arange(1st, end, step)])

X軸目盛りをラベルで表示する場合はAxes.set_xticklabels([ ラベル1, ラベル1,…])で行います.
X軸目盛を非表示にするにはaxes.set_xticks()と記載します.

・Y軸目盛の値の操作はAxes.set_yticks()です.Y軸目盛のラベルでの操作はAxes.set_yticklabelsです.

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
fig = plt.figure()
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
fig = plt.figure()
ax1 = fig.add_subplot(1,1,1)
x1 = np.arange(1, 100, 1.0)
y1 = x1
line1 = ax1.plot(x1,y1) #ax1グラフを描く
#ax1.set_xticks([np.arange(10,101, 10)]) #X軸に目盛を追加
ax1.set_yticks([0, 50, 60,70,80,90])     #Y軸に目盛を追加
plt.show()

X軸の目盛は10から100まで増分値10で作成されY軸の目盛は指定した[0, 50, 60,70,80,90]で表示できました.

補助目盛の追加

・補助目盛を追加するにはAxes.minorticks_on()で行います.

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
fig = plt.figure()
ax1 = fig.add_subplot(1,2,1)
ax2 = fig.add_subplot(1,2,2)
x1 = np.arange(1, 20, 0.1)
y1 = x1**2
line1 = ax1.plot(x1,y1) #ax1グラフを描く
line1 = ax2.plot(x1,y1) #ax2グラフを描く
ax2.minorticks_on()    #ax2グラフに補助線を追加
plt.show()

左のグラフのY軸に福目盛が追加されました.

目盛り線を表示

・目盛り線の表示はAxes.grid()で行います。

・Axes.gridの引数

引数	効果
axis	{“x” : X軸を指定, “y” : y軸を指定,”both” :xとy軸を指定(デフォルト)}
which	{“major”:主目盛り指定(デフォルト), “minor”:副目盛りを指定 , “both”:主/副目盛りを指定}
color	線の色
alpha	線の透明度(0～1)
linewidth	線の太さを数値ptで指定
linestyle	線のスタイル{ “-” ,”–” ,”- .” ,”:” }で指定

import numpy as np
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
fig = plt.figure()
ax1 = fig.add_subplot(1,1,1)
x1 = np.arange(1, 10, 0.1)
y1 = x1**2
line1 = ax1.plot(x1,y1) #ax1グラフを描く
ax1.minorticks_on()     #ax1ラフに補助線を追加
ax1.grid( color="red")    #X軸とY軸の主目盛線の色を設定　         
ax1.grid( axis="y", which= "minor",#Y軸の副目盛り線を表示
    linewidth="0.8",linestyle="--" ) #Y軸副目盛の線の太さ、線種を設定
plt.show()

X軸とY軸の主目盛り線を黒色で表示してから,Y軸の副目盛り線が破線になるように定義しています.

グラフ領域(figure)の設定

・グラフ領域(figure)の設定はfigure=Figure()の引数で行います.

・Figure()の引数

引数	効果
figsize	グラフ領域のサイズを設定(デフォルト[6.4, 4.8] 横,高さ
dpi	解像度(デフォルト: 100.0)
facecolor	グラフ領域の色(デフォルト:’white’)
edgecolor	枠線の色(デフォルト:’white’)
linewidth	枠線の太さ

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
fig = plt.figure(facecolor="green", edgecolor="red", linewidth=2)
ax1 = fig.add_subplot(1,1,1)
x1 = np.arange(1, 10, 0.1)
y1 = x1**2
line1 = ax1.plot(x1,y1) #ax1グラフを描く
ax1.minorticks_on()     #ax1ラフに補助線を追加
ax1.grid( color="Black")    #X軸とY軸のの主目盛線を色を設定して表示　         
ax1.grid( axis="y", which= "minor",#Y軸の副目盛り線を表示
    linewidth="0.8",linestyle="--" ) #Y軸副目盛の線の太さ、線種を設定
plt.show()

グラフ領域(figure)と枠線が指定した色になりました.

目盛位置の設定

・デフォルトでは目盛りはグラフ左側と下に表示されていますが、Axes.tick_paramsより目盛り位置を指定して表示か非表示を指定できます.

・Axes.tick_params(labelbottom=True,labelleft =True,labelright=False,labeltop=False) デフォルトの設定

デフォルトでグラフ下と左に目盛りが表示されています,ここにグラフ右に目盛りを追加表示する場合は以下のようになります.
axes.tick_params(labelright=True) #グラフ左側に目盛りを追加

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
fig = plt.figure(edgecolor="Black")
ax1 = fig.add_subplot(1,1,1)
x1 = np.arange(1, 10, 0.1)
y1 = x1**2
line1 = ax1.plot(x1,y1) #ax1グラフを描く
ax1.tick_params(labelright=True)#グラフ右側に目盛りを追加
plt.grid()
plt.show()

グラフの右側に目盛が追加されました.

X軸とY軸が原点を通るグラフの作成

グラフの四隅の軸を操作することで、x軸とY軸が原点を通るグラフが描けます.手順は目盛表示のない軸(枠)を非表示にし,目盛のある軸が原点を通るように設定します.

・どの軸を操作するかをAxes.spines[“left”/”right”/”top”/bottom]で設定します.

・軸の色の設定や非表示はset_color(“軸の色”/”none”)を指定してます.

　.Axes.spines[“right”].set_color(“none”)　　：グラフ右側の軸を非表示

・グラフ軸がどこを通るかを.set_position(値/’zero’)で指定します.

　.Axes.spines[‘left’].set_position(‘zero’)　　　：グラフ左側の軸(枠)が原点を通る

サンプルプログラフではXY軸が原点を通るグラフを作成します

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
fig = plt.figure()
ax1 = fig.add_subplot(1,1,1)
x1 = np.arange(-10, 10, 0.1)
y1 = x1**2-50
line1 = ax1.plot(x1,y1) #ax1グラフを描く
ax1.spines["right"].set_color("none")      # グラフ右側の軸(枠)を消す
ax1.spines["top"].set_color("none")        # グラフ上側の軸(枠)を消す
ax1.spines['left'].set_position('zero')    #グラフ左側の軸(枠)が原点を通る
ax1.spines['bottom'].set_position('zero')  #グラフ下側の軸(枠)が原点を通る
plt.grid()
plt.show()