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Pyside2中嵌入Matplotlib的繪圖的實現

近期遇到一個需求，就是用PySide2做出一個GUI，并且要將后臺使用Matplotlib繪制的圖顯示在界面上。自己琢磨了蠻久，網上也搜了不少資料，但都感覺參差不齊，所以就自己總結一下。

我們使用QGraphicsView插件來顯示Matplotlib里繪制的圖片。這里演示的功能為：打開時界面默認繪制 cos函數的圖像，點擊按鈕后，繪制sin函數的圖像。

1. 界面設計

簡單創建一個界面：一個 GraphicsView 和一個 PushButton

2. 定義一個類，繼承FigureCanvas

import matplotlib
from matplotlib.backends.backend_qt5agg import FigureCanvasQTAgg as FigureCanvas
# from matplotlib.figure import Figure
import matplotlib.pyplot as plt
 
matplotlib.use("Qt5Agg") # 聲明使用QT5
 
 
class MyFigureCanvas(FigureCanvas):
  '''
  通過繼承FigureCanvas類，使得該類既是一個PyQt5的Qwidget，又是一個matplotlib的FigureCanvas，這是連接pyqt5與matplotlib的關鍵
  '''
  def __init__(self, parent=None, width=10, height=5, xlim=(0, 2500), ylim=(-2, 2), dpi=100):
    # 創建一個Figure
    fig = plt.Figure(figsize=(width, height), dpi=dpi, tight_layout=True) # tight_layout: 用于去除畫圖時兩邊的空白
 
    FigureCanvas.__init__(self, fig) # 初始化父類
    self.setParent(parent)
 
    self.axes = fig.add_subplot(111) # 添加子圖
    self.axes.spines['top'].set_visible(False) # 去掉繪圖時上面的橫線
    self.axes.spines['right'].set_visible(False) # 去掉繪圖時右面的橫線
    self.axes.set_xlim(xlim)
    self.axes.set_ylim(ylim)

然后就可以開始繪圖了。

3. 繪圖并顯示

3.1 先初始化一下我們定義的類

這里 self.ui.graphicsView.width() / 101 的作用：

因為直接使用默認繪制出來的圖的大小，一般都會與我們窗口里 GraphicsView 的大小不一致，會造成圖像顯示不完全，需要拖動滾動條看圖像。這里我們將繪圖的大小設置為與GraphicsView相匹配的大小，就可以顯示出全部圖像。之所以 "/101"，我感覺可能是 graphicsView.width() 得到的結果和 plt的figsize里設置圖大小的參數的單位是不一樣的，所以要除以一個數，讓圖像能剛好全部顯示在GraphicsView里

# 初始化 gv_visual_data 的顯示
self.gv_visual_data_content = MyFigureCanvas(width=self.ui.graphicsView.width() / 101,
                       height=self.ui.graphicsView.height() / 101,
                       xlim=(0, 2*np.pi),
                       ylim=(-1, 1)) # 實例化一個FigureCanvas

3.2 接著就開始用Matplotlib繪制cos函數的圖像并顯示在GraphicsView里

x = np.arange(0, 2 * np.pi, np.pi / 100)
y = np.cos(x)
self.gv_visual_data_content.axes.plot(x, y)
self.gv_visual_data_content.axes.set_title('cos()')
# 加載的圖形（FigureCanvas）不能直接放到graphicview控件中，必須先放到graphicScene，然后再把graphicscene放到graphicview中
self.graphic_scene = QGraphicsScene() # 創建一個QGraphicsScene
self.graphic_scene.addWidget(self.gv_visual_data_content) # 把圖形放到QGraphicsScene中，注意：圖形是作為一個QWidget放到放到QGraphicsScene中的
self.ui.graphicsView.setScene(self.graphic_scene) # 把QGraphicsScene放入QGraphicsView
self.ui.graphicsView.show() # 調用show方法呈現圖形

到這里，已經可以運行看到初步效果了

3.3 接下來實現點擊按鈕，切換為sin函數圖像的功能

先將信號與槽連接好

self.ui.btn_sin.clicked.connect(self.plot_sin)

編寫槽函數

  def plot_sin(self):
    x = np.arange(0, 2 * np.pi, np.pi / 100)
    y = np.sin(x)
    self.gv_visual_data_content.axes.clear() # 由于圖片需要反復繪制，所以每次繪制前清空，然后繪圖
    self.gv_visual_data_content.axes.plot(x, y)
    self.gv_visual_data_content.axes.set_title('sin()')
    self.gv_visual_data_content.draw() # 刷新畫布顯示圖片，否則不刷新顯示

好了，看看效果

大功告成。

完整代碼：

注意：導包時，要將 PySide2 和 UI 的包放在 matplotlib 相關包的前面，不然里面的 self.graphic_scene.addWidget(self.gv_visual_data_content) 這里會報如下的錯！！！

TypeError: 'PySide2.QtWidgets.QGraphicsScene.addWidget' called with wrong argument types:
PySide2.QtWidgets.QGraphicsScene.addWidget(MyFigureCanvas)
Supported signatures:
PySide2.QtWidgets.QGraphicsScene.addWidget(PySide2.QtWidgets.QWidget, PySide2.QtCore.Qt.WindowFlags = Default(Qt.WindowFlags))

至于為什么呢？我也不大清楚，不過好像如果使用的是PyQt5的話就沒這種問題，玄學吧！！！

from PySide2.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QGraphicsScene, QFileDialog, QMessageBox
from UI.test import Ui_MainWindow
 
import sys
import numpy as np
import matplotlib
from matplotlib.backends.backend_qt5agg import FigureCanvasQTAgg as FigureCanvas
# from matplotlib.figure import Figure
import matplotlib.pyplot as plt
 
matplotlib.use("Qt5Agg") # 聲明使用QT5
 
 
class MyFigureCanvas(FigureCanvas):
  '''
  通過繼承FigureCanvas類，使得該類既是一個PyQt5的Qwidget，又是一個matplotlib的FigureCanvas，這是連接pyqt5與matplotlib的關鍵
  '''
  def __init__(self, parent=None, width=10, height=5, xlim=(0, 2500), ylim=(-2, 2), dpi=100):
    # 創建一個Figure
    fig = plt.Figure(figsize=(width, height), dpi=dpi, tight_layout=True) # tight_layout: 用于去除畫圖時兩邊的空白
 
    FigureCanvas.__init__(self, fig) # 初始化父類
    self.setParent(parent)
 
    self.axes = fig.add_subplot(111) # 調用figure下面的add_subplot方法，類似于matplotlib.pyplot下面的subplot方法
    self.axes.spines['top'].set_visible(False) # 去掉上面的橫線
    self.axes.spines['right'].set_visible(False)
    self.axes.set_xlim(xlim)
    self.axes.set_ylim(ylim)
 
class MainWindow(QMainWindow):
  def __init__(self):
    super().__init__()
    self.ui = Ui_MainWindow()
    self.ui.setupUi(self)
 
    # 初始化 gv_visual_data 的顯示
    self.gv_visual_data_content = MyFigureCanvas(width=self.ui.graphicsView.width() / 101,
                           height=self.ui.graphicsView.height() / 101,
                           xlim=(0, 2*np.pi),
                           ylim=(-1, 1)) # 實例化一個FigureCanvas
    self.plot_cos()
 
    self.ui.btn_sin.clicked.connect(self.plot_sin)
 
  def plot_cos(self):
    x = np.arange(0, 2 * np.pi, np.pi / 100)
    y = np.cos(x)
    self.gv_visual_data_content.axes.plot(x, y)
    self.gv_visual_data_content.axes.set_title('cos()')
    # 加載的圖形（FigureCanvas）不能直接放到graphicview控件中，必須先放到graphicScene，然后再把graphicscene放到graphicview中
    self.graphic_scene = QGraphicsScene() # 創建一個QGraphicsScene
    self.graphic_scene.addWidget(self.gv_visual_data_content) # 把圖形放到QGraphicsScene中，注意：圖形是作為一個QWidget放到放到QGraphicsScene中的
    self.ui.graphicsView.setScene(self.graphic_scene) # 把QGraphicsScene放入QGraphicsView
    self.ui.graphicsView.show() # 調用show方法呈現圖形
 
  def plot_sin(self):
    x = np.arange(0, 2 * np.pi, np.pi / 100)
    y = np.sin(x)
    self.gv_visual_data_content.axes.clear() # 由于圖片需要反復繪制，所以每次繪制前清空，然后繪圖
    self.gv_visual_data_content.axes.plot(x, y)
    self.gv_visual_data_content.axes.set_title('sin()')
    self.gv_visual_data_content.draw() # 刷新畫布顯示圖片，否則不刷新顯示
 
 
if __name__ == "__main__":
  app = QApplication(sys.argv)
  win = MainWindow()
  win.show()
  sys.exit(app.exec_())

到此這篇關于Pyside2中嵌入Matplotlib的繪圖的實現的文章就介紹到這了,更多相關Pyside2嵌入Matplotlib內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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