python - 在 Python3 的 Matplotlib 的极坐标/径向条形图中获取条形图顶部的标签

Question

我想创建一个径向条形图。我有以下 Python3 代码:

lObjectsALLcnts = [1, 1, 1, 2, 2, 3, 5, 14, 15, 20, 32, 33, 51, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 3, 4, 6, 7, 7, 10, 10, 14, 14, 14, 17, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 5, 5, 6, 14, 14, 27, 27, 1, 1, 2, 3, 4, 4, 5]`

lObjectsALLlbls = ['DuctPipe', 'Column', 'Protrusion', 'Tree', 'Pole', 'Bar', 'Undefined', 'EarthingConductor', 'Grooves', 'UtilityPipe', 'Cables', 'RainPipe', 'Moulding', 'Intrusion', 'PowerPlug', 'UtilityBox', 'Balcony', 'Lighting', 'Lock', 'Doorbell', 'Alarm', 'LetterBox', 'Grate', 'Undefined', 'CableBox', 'Canopy', 'Vent', 'PowerBox', 'UtilityHole', 'Recess', 'Protrusion', 'Shutter', 'Handrail', 'Lock', 'Mirror', 'SecuritySpike', 'Bench', 'Intrusion', 'Picture', 'Showcase', 'Camera', 'Undefined', 'Stair', 'Protrusion', 'Alarm', 'Graffiti', 'Lighting', 'Ornaments', 'SecurityBar', 'Grate', 'Vent', 'Lighting', 'UtilityHole', 'Intrusion', 'Undefined', 'Protrusion']

iN = len(lObjectsALLcnts)
arrCnts = np.array(lObjectsALLcnts)

theta=np.arange(0,2*np.pi,2*np.pi/iN)
width = (2*np.pi)/iN *0.9

fig = plt.figure(figsize=(8, 8))
ax = fig.add_axes([0.1, 0.1, 0.75, 0.75], polar=True)
bars = ax.bar(theta, arrCnts, width=width, bottom=50)
ax.set_xticks(theta)
plt.axis('off')

创建以下图像:

radialbartchart_nolabels

创建这个之后我想添加标签，但是我在找到正确的坐标时遇到了一些麻烦。标签应沿条形的方向旋转。

我想出的最好办法是添加以下代码:

rotations = [np.degrees(i) for i in theta]
for i in rotations: i = int(i)
for x, bar, rotation, label in zip(theta, bars, rotations, lObjectsALLlbls):
     height = bar.get_height() + 50
     ax.text(x + bar.get_width()/2, height, label, ha='center', va='bottom', rotation=rotation)

创建以下内容:

radialbarchart_wlabels

有人能帮我找到标签的正确坐标吗？我一直在寻找类似 Adding value labels on a matplotlib bar chart 的答案并将其转换为极坐标条形图。但没有成功。

提前致谢

StackOverflow 的长期阅读者，但第一次找不到答案。

Answer 1

您遇到的问题是文本边界框被扩展以承载完整的旋转文本，但该框本身仍然在笛卡尔坐标中定义。下图显示了水平对齐“左”和垂直对齐“底”的两个文本；问题是旋转的文本的边界框边缘离文本更远。

您想要的是让文本围绕其自身周围的边缘点旋转，如下所示。

这可以使用 matplotlib.text.Text 的 rotation_mode="anchor" 参数来实现，它完全控制上述功能。

ax.text(..., rotation_mode="anchor")

在这个例子中:

from matplotlib import pyplot as plt
import numpy as np

lObjectsALLcnts = [1, 1, 1, 2, 2, 3, 5, 14, 15, 20, 32, 33, 51, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 
                   3, 4, 6, 7, 7, 10, 10, 14, 14, 14, 17, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 
                   5, 5, 6, 14, 14, 27, 27, 1, 1, 2, 3, 4, 4, 5]

lObjectsALLlbls = ['DuctPipe', 'Column', 'Protrusion', 'Tree', 'Pole', 'Bar', 'Undefined', 
                   'EarthingConductor', 'Grooves', 'UtilityPipe', 'Cables', 'RainPipe', 'Moulding', 
                   'Intrusion', 'PowerPlug', 'UtilityBox', 'Balcony', 'Lighting', 'Lock', 'Doorbell', 
                   'Alarm', 'LetterBox', 'Grate', 'Undefined', 'CableBox', 'Canopy', 'Vent', 'PowerBox', 
                   'UtilityHole', 'Recess', 'Protrusion', 'Shutter', 'Handrail', 'Lock', 'Mirror', 
                   'SecuritySpike', 'Bench', 'Intrusion', 'Picture', 'Showcase', 'Camera', 
                   'Undefined', 'Stair', 'Protrusion', 'Alarm', 'Graffiti', 'Lighting', 'Ornaments', 
                   'SecurityBar', 
                   'Grate', 'Vent', 'Lighting', 'UtilityHole', 'Intrusion', 'Undefined', 'Protrusion']

iN = len(lObjectsALLcnts)
arrCnts = np.array(lObjectsALLcnts)

theta=np.arange(0,2*np.pi,2*np.pi/iN)
width = (2*np.pi)/iN *0.9
bottom = 50

fig = plt.figure(figsize=(8,8))
ax = fig.add_axes([0.1, 0.1, 0.75, 0.75], polar=True)
bars = ax.bar(theta, arrCnts, width=width, bottom=bottom)

plt.axis('off')

rotations = np.rad2deg(theta)
for x, bar, rotation, label in zip(theta, bars, rotations, lObjectsALLlbls):
    lab = ax.text(x,bottom+bar.get_height() , label, 
             ha='left', va='center', rotation=rotation, rotation_mode="anchor",)   
plt.show()

请注意，这使用给定的 50 个底部间距单位。您可以稍微增加此数字以增加栏和文本之间的间距。

---

此答案的以下初始版本不知何故已过时。我会保留在这里供引用。

您遇到的问题是文本边界框被扩展以承载完整的旋转文本，但该框本身仍然在笛卡尔坐标中定义。下图显示了水平对齐“左”和垂直对齐“底”的两个文本；问题是旋转的文本的边界框边缘离文本更远。

一个简单的解决方案可能是将水平和垂直对齐方式定义为“居中”，这样文本的轴心保持不变，与其旋转无关。

接下来的问题就是如何准确估计文本中心与条形顶部之间的距离。

可以将文本中字母数的一半乘以某个因子。这需要通过反复试验才能找到。

bottom = 50
rotations = np.rad2deg(theta)
y0,y1 = ax.get_ylim()

for x, bar, rotation, label in zip(theta, bars, rotations, lObjectsALLlbls):
     offset = (bottom+bar.get_height())/(y1-y0)
     h =offset + len(label)/2.*0.032
     lab = ax.text(x, h, label, transform=ax.get_xaxis_transform(), 
             ha='center', va='center')
     lab.set_rotation(rotation)

您还可以尝试找出渲染文本的实际大小，并使用此信息找出坐标，

bottom = 50
rotations = np.rad2deg(theta)
y0,y1 = ax.get_ylim()

for x, bar, rotation, label in zip(theta, bars, rotations, lObjectsALLlbls):
     offset = (bottom+bar.get_height())/(y1-y0)
     lab = ax.text(0, 0, label, transform=None, 
             ha='center', va='center')
     renderer = ax.figure.canvas.get_renderer()
     bbox = lab.get_window_extent(renderer=renderer)
     invb = ax.transData.inverted().transform([[0,0],[bbox.width,0] ])
     lab.set_position((x,offset+(invb[1][0]-invb[0][0])/2.*2.7 ) )
     lab.set_transform(ax.get_xaxis_transform())
     lab.set_rotation(rotation)

完整的复现代码:

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

lObjectsALLcnts = [1, 1, 1, 2, 2, 3, 5, 14, 15, 20, 32, 33, 51, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 
               3, 4, 6, 7, 7, 10, 10, 14, 14, 14, 17, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 
               5, 5, 6, 14, 14, 27, 27, 1, 1, 2, 3, 4, 4, 5]

lObjectsALLlbls = ['DuctPipe', 'Column', 'Protrusion', 'Tree', 'Pole', 'Bar', 'Undefined', 
               'EarthingConductor', 'Grooves', 'UtilityPipe', 'Cables', 'RainPipe', 'Moulding', 
               'Intrusion', 'PowerPlug', 'UtilityBox', 'Balcony', 'Lighting', 'Lock', 'Doorbell', 
               'Alarm', 'LetterBox', 'Grate', 'Undefined', 'CableBox', 'Canopy', 'Vent', 'PowerBox', 
               'UtilityHole', 'Recess', 'Protrusion', 'Shutter', 'Handrail', 'Lock', 'Mirror', 
               'SecuritySpike', 'Bench', 'Intrusion', 'Picture', 'Showcase', 'Camera', 
               'Undefined', 'Stair', 'Protrusion', 'Alarm', 'Graffiti', 'Lighting', 'Ornaments', 
               'SecurityBar', 
               'Grate', 'Vent', 'Lighting', 'UtilityHole', 'Intrusion', 'Undefined', 'Protrusion']

iN = len(lObjectsALLcnts)
arrCnts = np.array(lObjectsALLcnts)

theta=np.arange(0,2*np.pi,2*np.pi/iN)
width = (2*np.pi)/iN *0.9
bottom = 50

fig = plt.figure(figsize=(8,8))
ax = fig.add_axes([0.1, 0.1, 0.75, 0.75], polar=True)
bars = ax.bar(theta, arrCnts, width=width, bottom=bottom)

plt.axis('off')

rotations = np.rad2deg(theta)
y0,y1 = ax.get_ylim()

for x, bar, rotation, label in zip(theta, bars, rotations, lObjectsALLlbls):
 offset = (bottom+bar.get_height())/(y1-y0)
 lab = ax.text(0, 0, label, transform=None, 
         ha='center', va='center')
 renderer = ax.figure.canvas.get_renderer()
 bbox = lab.get_window_extent(renderer=renderer)
 invb = ax.transData.inverted().transform([[0,0],[bbox.width,0] ])
 lab.set_position((x,offset+(invb[1][0]-invb[0][0])/2.*2.7 ) )
 lab.set_transform(ax.get_xaxis_transform())
 lab.set_rotation(rotation)

 
plt.show()

不幸的是，2.7 又涉及到一些奇怪的因素。更不幸的是，在这种情况下，我完全不知道为什么它必须在那里。但结果可能仍然足够好，可以使用。

也可以使用这个问题的解决方案:Align arbitrarily rotated text annotations relative to the text, not the bounding box