目前在 Jupyter/iPython 中动态更新绘图的正确方法是啥?
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【中文标题】目前在 Jupyter/iPython 中动态更新绘图的正确方法是啥?【英文标题】:What is the currently correct way to dynamically update plots in Jupyter/iPython?目前在 Jupyter/iPython 中动态更新绘图的正确方法是什么? 【发布时间】:2016-04-01 21:31:22 【问题描述】:在how to dynamically update a plot in a loop in ipython notebook (within one cell) 的答案中,给出了一个示例,说明如何在 Python 循环中动态更新 Jupyter 笔记本中的绘图。然而,这是通过在每次迭代中破坏和重新创建情节来实现的,其中一个线程中的评论指出,可以通过使用新的%matplotlib nbagg
魔法来改善这种情况,它提供了一个嵌入在笔记本,而不是静态图像。
然而,据我所知,这个美妙的nbagg
新功能似乎完全没有文档记录,而且我找不到如何使用它来动态更新绘图的示例。因此我的问题是,如何使用 nbagg 后端有效地更新 Jupyter/Python 笔记本中的现有绘图? 由于在 matplotlib 中动态更新绘图通常是一个棘手的问题,一个简单的工作示例将是一个巨大的帮助。指向有关该主题的任何文档的指针也将非常有帮助。
要明确我的要求:我想做的是运行一些模拟代码进行几次迭代,然后绘制其当前状态图,然后再运行几次迭代,然后更新绘制以反映当前状态,依此类推。所以我们的想法是绘制一个绘图,然后在不与用户进行任何交互的情况下更新绘图中的数据,而不会破坏和重新创建整个事物。
这里是上面链接问题的答案中的一些稍微修改的代码,它通过每次重新绘制整个图形来实现这一点。我想获得相同的结果,但使用nbagg
更有效。
%matplotlib inline
import time
import pylab as pl
from IPython import display
for i in range(10):
pl.clf()
pl.plot(pl.randn(100))
display.display(pl.gcf())
display.clear_output(wait=True)
time.sleep(1.0)
【问题讨论】:
【参考方案1】:这是一个循环更新绘图的示例。它会更新图中的数据,并且不会每次都重绘整个图。它确实会阻止执行,但如果您有兴趣运行一组有限的模拟并将结果保存在某处,那么这对您来说可能不是问题。
%matplotlib notebook
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import time
def pltsin(ax, colors=['b']):
x = np.linspace(0,1,100)
if ax.lines:
for line in ax.lines:
line.set_xdata(x)
y = np.random.random(size=(100,1))
line.set_ydata(y)
else:
for color in colors:
y = np.random.random(size=(100,1))
ax.plot(x, y, color)
fig.canvas.draw()
fig,ax = plt.subplots(1,1)
ax.set_xlabel('X')
ax.set_ylabel('Y')
ax.set_xlim(0,1)
ax.set_ylim(0,1)
for f in range(5):
pltsin(ax, ['b', 'r'])
time.sleep(1)
I put this up on nbviewer here.
有一个IPython Widget version of nbagg
that is currently a work in progress at the Matplotlib repository。如果可用,那可能是使用nbagg
的最佳方式。
编辑:更新以显示多个图
【讨论】:
太好了,这似乎工作得很好。它运行时缺乏交互性对我来说不是一个大问题。一件有点奇怪的事情:如果我将while True:
更改为 for 循环,当循环结束时,我会得到最后一个图的两个静态图像,而不是交互式 nbagg 图像。知道这是为什么吗?
我将 while 更改为 for 循环并在 tmpnb.org 上进行了尝试,但我没有看到第二张图像或失去交互性。在黑暗中拍摄,但您可以尝试在对函数的调用周围移动循环,而不是在函数中使用循环。对于范围内的 f (10):pltsin(ax) time.sleep(1)
@pneumatics 不幸的是,Matplotlib 2.0 在 Retina 显示屏上存在一些问题:循环中的图比通常小两倍。
似乎没有给这个数字正确调整大小的时间。因此,在放置 plt.show()
并将 for 循环移动到下一个单元格时,我的体验要好得多。
确保您的 %matplotlib 笔记本与您的绘图在同一个 jupyter 笔记本单元格中 - 我今天花了 2 个多小时解决此问题,因为我在第一个单元格中有 %matplotlib 笔记本和导入语句
【参考方案2】:
我正在使用 jupyter-lab,这对我有用(根据您的情况调整):
from IPython.display import clear_output
from matplotlib import pyplot as plt
import numpy as np
import collections
%matplotlib inline
def live_plot(data_dict, figsize=(7,5), title=''):
clear_output(wait=True)
plt.figure(figsize=figsize)
for label,data in data_dict.items():
plt.plot(data, label=label)
plt.title(title)
plt.grid(True)
plt.xlabel('epoch')
plt.legend(loc='center left') # the plot evolves to the right
plt.show();
然后在循环中填充字典并将其传递给live_plot()
:
data = collections.defaultdict(list)
for i in range(100):
data['foo'].append(np.random.random())
data['bar'].append(np.random.random())
data['baz'].append(np.random.random())
live_plot(data)
确保绘图下方有几个单元格,否则每次重绘绘图时视图都会对齐。
【讨论】:
这每次都会创建一个新图,而不是更新现有图 正确。我还没有找到在 jupyter-lab 中绘制动态图的更好方法。 有没有办法设置它在迭代之间等待多长时间?而不仅仅是“等待=真” 每次重绘绘图时,图形都会闪烁。有没有办法解决这个问题?我在情节下方有几个空单元格,但这似乎没有帮助。 @MasayoMusic 参见buildmedia.readthedocs.org/media/pdf/ipywidgets/latest/…中的“闪烁和跳跃输出”【参考方案3】:如果不想清除所有输出,可以使用display_id=True
获取句柄,在上面使用.update()
:
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import time
from IPython import display
def pltsin(ax, *,hdisplay, colors=['b']):
x = np.linspace(0,1,100)
if ax.lines:
for line in ax.lines:
line.set_xdata(x)
y = np.random.random(size=(100,1))
line.set_ydata(y)
else:
for color in colors:
y = np.random.random(size=(100,1))
ax.plot(x, y, color)
hdisplay.update(fig)
fig,ax = plt.subplots(1,1)
hdisplay = display.display("", display_id=True)
ax.set_xlabel('X')
ax.set_ylabel('Y')
ax.set_xlim(0,1)
ax.set_ylim(0,1)
for f in range(5):
pltsin(ax, colors=['b', 'r'], hdisplay=hdisplay)
time.sleep(1)
plt.close(fig)
(改编自@pneumatics)
【讨论】:
【参考方案4】:我已经调整了@Ziofil 答案并将其修改为接受 x,y 作为列表并在同一图上输出散点图和线性趋势。
from IPython.display import clear_output
from matplotlib import pyplot as plt
%matplotlib inline
def live_plot(x, y, figsize=(7,5), title=''):
clear_output(wait=True)
plt.figure(figsize=figsize)
plt.xlim(0, training_steps)
plt.ylim(0, 100)
x= [float(i) for i in x]
y= [float(i) for i in y]
if len(x) > 1:
plt.scatter(x,y, label='axis y', color='k')
m, b = np.polyfit(x, y, 1)
plt.plot(x, [x * m for x in x] + b)
plt.title(title)
plt.grid(True)
plt.xlabel('axis x')
plt.ylabel('axis y')
plt.show();
您只需要在循环中调用live_plot(x, y)
。
这是它的外观:
【讨论】:
【参考方案5】:图形的canvas.draw
方法动态更新其图形,对于当前图形:
from matplotlib import pyplot as plt
plt.gcf().canvas.draw()
【讨论】:
以上是关于目前在 Jupyter/iPython 中动态更新绘图的正确方法是啥?的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章
如何在 jupyter/ipython 笔记本中启用 MathJax Upgreek?
在 jupyter/iPython notebook 脚本和类方法之间同步代码
Jupyter (IPython) Notebook 单元格中有多个 Audio 对象