오류 밴드가 있는 곡선

이 예는 매개변수화된 곡선 주위에 오차 대역을 그리는 방법을 보여줍니다.

매개변수화된 곡선 x(t), y(t)는 를 사용하여 직접 그릴 수 있습니다 plot.

import numpy as np

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.path import Path
from matplotlib.patches import PathPatch

N = 400
t = np.linspace(0, 2 * np.pi, N)
r = 0.5 + np.cos(t)
x, y = r * np.cos(t), r * np.sin(t)

fig, ax = plt.subplots()
ax.plot(x, y, "k")
ax.set(aspect=1)

[None]

오차 대역은 곡선의 불확실성을 나타내는 데 사용할 수 있습니다. 이 예에서 우리는 오류 가 모든 지점에서 곡선에 수직인 불확실성을 설명 하는 스칼라 오류 로 주어질 수 있다고 가정합니다 .

를 사용하여 이 오류를 경로 주변의 색상 띠로 시각화합니다 PathPatch. 패치는 곡선 (x, y) 에 수직 으로 +/- err 만큼 이동한 두 개의 경로 세그먼트 (xp, yp) 및 (xn, yn) 에서 생성됩니다 .

참고: a를 사용하는 이 방법은 PathPatch2D의 임의 곡선에 적합합니다. fill_between표준 y-vs.-x 플롯만 있는 경우 더 간단한 방법 을 사용할 수 있습니다 ( 선 사이 영역 채우기 참조 ).

def draw_error_band(ax, x, y, err, **kwargs):
    # Calculate normals via centered finite differences (except the first point
    # which uses a forward difference and the last point which uses a backward
    # difference).
    dx = np.concatenate([[x[1] - x[0]], x[2:] - x[:-2], [x[-1] - x[-2]]])
    dy = np.concatenate([[y[1] - y[0]], y[2:] - y[:-2], [y[-1] - y[-2]]])
    l = np.hypot(dx, dy)
    nx = dy / l
    ny = -dx / l

    # end points of errors
    xp = x + nx * err
    yp = y + ny * err
    xn = x - nx * err
    yn = y - ny * err

    vertices = np.block([[xp, xn[::-1]],
                         [yp, yn[::-1]]]).T
    codes = np.full(len(vertices), Path.LINETO)
    codes[0] = codes[len(xp)] = Path.MOVETO
    path = Path(vertices, codes)
    ax.add_patch(PathPatch(path, **kwargs))


axs = (plt.figure(constrained_layout=True)
       .subplots(1, 2, sharex=True, sharey=True))
errs = [
    (axs[0], "constant error", 0.05),
    (axs[1], "variable error", 0.05 * np.sin(2 * t) ** 2 + 0.04),
]
for i, (ax, title, err) in enumerate(errs):
    ax.set(title=title, aspect=1, xticks=[], yticks=[])
    ax.plot(x, y, "k")
    draw_error_band(ax, x, y, err=err,
                    facecolor=f"C{i}", edgecolor="none", alpha=.3)

plt.show()

참조

다음 함수, 메서드, 클래스 및 모듈의 사용이 이 예제에 표시됩니다.

• matplotlib.patches.PathPatch

• matplotlib.path.Path