matplotlib绘制鼠标的十字光标（自定义方式，官方实例）
2024-05-10 05:14:13
matplotlib在widgets模块提供Cursor类用于支持十字光标的生成。另外官方还提供了自定义十字光标的实例。
widgets模块Cursor类源码
class Cursor(AxesWidget):"""A crosshair cursor that spans the axes and moves with mouse cursor.For the cursor to remain responsive you must keep a reference to it.Parameters----------ax : `matplotlib.axes.Axes`The `~.axes.Axes` to attach the cursor to.horizOn : bool, default: TrueWhether to draw the horizontal line.vertOn : bool, default: TrueWhether to draw the vertical line.useblit : bool, default: FalseUse blitting for faster drawing if supported by the backend.Other Parameters----------------**lineprops`.Line2D` properties that control the appearance of the lines.See also `~.Axes.axhline`.Examples--------See :doc:`/gallery/widgets/cursor`."""def __init__(self, ax, horizOn=True, vertOn=True, useblit=False,**lineprops):AxesWidget.__init__(self, ax)self.connect_event('motion_notify_event', self.onmove)self.connect_event('draw_event', self.clear)self.visible = Trueself.horizOn = horizOnself.vertOn = vertOnself.useblit = useblit and self.canvas.supports_blitif self.useblit:lineprops['animated'] = Trueself.lineh = ax.axhline(ax.get_ybound()[0], visible=False, **lineprops)self.linev = ax.axvline(ax.get_xbound()[0], visible=False, **lineprops)self.background = Noneself.needclear = Falsedef clear(self, event):"""Internal event handler to clear the cursor."""if self.ignore(event):returnif self.useblit:self.background = self.canvas.copy_from_bbox(self.ax.bbox)self.linev.set_visible(False)self.lineh.set_visible(False)def onmove(self, event):"""Internal event handler to draw the cursor when the mouse moves."""if self.ignore(event):returnif not self.canvas.widgetlock.available(self):returnif event.inaxes != self.ax:self.linev.set_visible(False)self.lineh.set_visible(False)if self.needclear:self.canvas.draw()self.needclear = Falsereturnself.needclear = Trueif not self.visible:returnself.linev.set_xdata((event.xdata, event.xdata))self.lineh.set_ydata((event.ydata, event.ydata))self.linev.set_visible(self.visible and self.vertOn)self.lineh.set_visible(self.visible and self.horizOn)self._update()def _update(self):if self.useblit:if self.background is not None:self.canvas.restore_region(self.background)self.ax.draw_artist(self.linev)self.ax.draw_artist(self.lineh)self.canvas.blit(self.ax.bbox)else:self.canvas.draw_idle()return False
自定义十字光标实现
简易十字光标实现
首先在 Cursor类的构造方法__init__中，构造了十字光标的横线、竖线和坐标显示；然后在on_mouse_move方法中，根据事件数据更新横竖线和坐标显示，最后在调用时，通过mpl_connect方法绑定on_mouse_move方法和鼠标移动事件'motion_notify_event'。
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as npclass Cursor:"""A cross hair cursor."""def __init__(self, ax):self.ax = axself.horizontal_line = ax.axhline(color='k', lw=0.8, ls='--')self.vertical_line = ax.axvline(color='k', lw=0.8, ls='--')# text location in axes coordinatesself.text = ax.text(0.72, 0.9, '', transform=ax.transAxes)def set_cross_hair_visible(self, visible):need_redraw = self.horizontal_line.get_visible() != visibleself.horizontal_line.set_visible(visible)self.vertical_line.set_visible(visible)self.text.set_visible(visible)return need_redrawdef on_mouse_move(self, event):if not event.inaxes:need_redraw = self.set_cross_hair_visible(False)if need_redraw:self.ax.figure.canvas.draw()else:self.set_cross_hair_visible(True)x, y = event.xdata, event.ydata# update the line positionsself.horizontal_line.set_ydata(y)self.vertical_line.set_xdata(x)self.text.set_text('x=%1.2f, y=%1.2f' % (x, y))self.ax.figure.canvas.draw()x = np.arange(0, 1, 0.01)
y = np.sin(2 * 2 * np.pi * x)fig, ax = plt.subplots()
ax.set_title('Simple cursor')
ax.plot(x, y, 'o')
cursor = Cursor(ax)
#关键部分，绑定鼠标移动事件处理
fig.canvas.mpl_connect('motion_notify_event', cursor.on_mouse_move)
plt.show()
优化十字光标实现
在简易实现中，每次鼠标移动时，都会重绘整个图像，这样效率比较低。
在优化实现中，每次鼠标移动时，只重绘光标和坐标显示，背景图像不再重绘。
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as npclass BlittedCursor:"""A cross hair cursor using blitting for faster redraw."""def __init__(self, ax):self.ax = axself.background = Noneself.horizontal_line = ax.axhline(color='k', lw=0.8, ls='--')self.vertical_line = ax.axvline(color='k', lw=0.8, ls='--')# text location in axes coordinatesself.text = ax.text(0.72, 0.9, '', transform=ax.transAxes)self._creating_background = Falseax.figure.canvas.mpl_connect('draw_event', self.on_draw)def on_draw(self, event):self.create_new_background()def set_cross_hair_visible(self, visible):need_redraw = self.horizontal_line.get_visible() != visibleself.horizontal_line.set_visible(visible)self.vertical_line.set_visible(visible)self.text.set_visible(visible)return need_redrawdef create_new_background(self):if self._creating_background:# discard calls triggered from within this functionreturnself._creating_background = Trueself.set_cross_hair_visible(False)self.ax.figure.canvas.draw()self.background = self.ax.figure.canvas.copy_from_bbox(self.ax.bbox)self.set_cross_hair_visible(True)self._creating_background = Falsedef on_mouse_move(self, event):if self.background is None:self.create_new_background()if not event.inaxes:need_redraw = self.set_cross_hair_visible(False)if need_redraw:self.ax.figure.canvas.restore_region(self.background)self.ax.figure.canvas.blit(self.ax.bbox)else:self.set_cross_hair_visible(True)# update the line positionsx, y = event.xdata, event.ydataself.horizontal_line.set_ydata(y)self.vertical_line.set_xdata(x)self.text.set_text('x=%1.2f, y=%1.2f' % (x, y))self.ax.figure.canvas.restore_region(self.background)self.ax.draw_artist(self.horizontal_line)self.ax.draw_artist(self.vertical_line)self.ax.draw_artist(self.text)self.ax.figure.canvas.blit(self.ax.bbox)x = np.arange(0, 1, 0.01)
y = np.sin(2 * 2 * np.pi * x)fig, ax = plt.subplots()
ax.set_title('Blitted cursor')
ax.plot(x, y, 'o')
blitted_cursor = BlittedCursor(ax)
fig.canvas.mpl_connect('motion_notify_event', blitted_cursor.on_mouse_move)
plt.show()
捕捉数据十字光标实现
在前面的两种实现中，鼠标十字光标可以随意移动。在本实现中，十字光标只会出现在离鼠标x坐标最近的数据点上。
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as npclass SnappingCursor:"""A cross hair cursor that snaps to the data point of a line, which isclosest to the *x* position of the cursor.For simplicity, this assumes that *x* values of the data are sorted."""def __init__(self, ax, line):self.ax = axself.horizontal_line = ax.axhline(color='k', lw=0.8, ls='--')self.vertical_line = ax.axvline(color='k', lw=0.8, ls='--')self.x, self.y = line.get_data()self._last_index = None# text location in axes coordsself.text = ax.text(0.72, 0.9, '', transform=ax.transAxes)def set_cross_hair_visible(self, visible):need_redraw = self.horizontal_line.get_visible() != visibleself.horizontal_line.set_visible(visible)self.vertical_line.set_visible(visible)self.text.set_visible(visible)return need_redrawdef on_mouse_move(self, event):if not event.inaxes:self._last_index = Noneneed_redraw = self.set_cross_hair_visible(False)if need_redraw:self.ax.figure.canvas.draw()else:self.set_cross_hair_visible(True)x, y = event.xdata, event.ydataindex = min(np.searchsorted(self.x, x), len(self.x) - 1)if index == self._last_index:return # still on the same data point. Nothing to do.self._last_index = indexx = self.x[index]y = self.y[index]# update the line positionsself.horizontal_line.set_ydata(y)self.vertical_line.set_xdata(x)self.text.set_text('x=%1.2f, y=%1.2f' % (x, y))self.ax.figure.canvas.draw()x = np.arange(0, 1, 0.01)
y = np.sin(2 * 2 * np.pi * x)fig, ax = plt.subplots()
ax.set_title('Snapping cursor')
line, = ax.plot(x, y, 'o')
snap_cursor = SnappingCursor(ax, line)
fig.canvas.mpl_connect('motion_notify_event', snap_cursor.on_mouse_move)
plt.show()
参考资料
https://www.matplotlib.org.cn/gallery/misc/cursor_demo_sgskip.html
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