Python tkinter で多角形(図形)を半透明に重ねる方法を教えてください。

Question

縦方向に幅のあるグラフを同時にいくつか描画したいと考えています。
後ろのグラフが隠れてしまわないように、グラフを半透明にさせたいのですが、方法が分かりません。
(現在は、tkinterのcreate_polygonにより、多角形をグラフの形にして表示させようと考えています。)

ご存知でしたら、ご教示願います。

以下の図のようなグラフを描画したいと思っています。

・試したこと
stippleオプションの使用はモアレが発生し、見栄えが非常に悪くできれば回避したいです。

Answer 1

残念ながら、自分にはTcl/Tkおよびtkinterで今現在できるという情報を見つけられませんでした。できないという情報なら色々見つけたのですが・・・。ただcanvasには透過イメージを描画することができるらしいことはわかりました。

そこで、（よい方法かどうかわかりませんが）tkinterを用いることを前提として、図形を一旦αチャネル有りの画像へ変換し、その画像をキャンバス上へ描画する方法を試してみました。

import tkinter as tk
from PIL import Image, ImageDraw, ImageTk


green  = '#00FF00'
red    = '#FF0000'
yellow = '#FFFF00'


class OffscreenImage:
    def __init__(self, width, height):
        self.size = (width, height)
        self.back = Image.new("RGBA", self.size) #, '#C0C0C0FF')

    def polygon(self, xy, fill=None, outline=None):
        img = Image.new("RGBA", self.size)
        draw = ImageDraw.Draw(img)
        draw.polygon(xy, fill=fill, outline=outline)
        self.back.paste(img, mask=img)

    def get_tk_image(self):
        # tk用の画像オブジェクトの参照が切れる(参照カウンタが0になる)と画面に描画されないので
        # 回避策として本インスタンスに参照を保持しておく。イマイチだがよい方法がわからなかった。
        self.tkimg = ImageTk.PhotoImage(self.back)
        return self.tkimg


def main():
    # create off screen image by PIL
    width, height = 400, 300

    # initialize tkinter widgets
    root = tk.Tk()
    root.title('semi transparent shapes by tkinter/PIL')
    cv = tk.Canvas(root, width=width, height=height, bg='white')
    cv.pack()

    # draw some lines on canvas
    for xy in range(50, 400, 50):
        cv.create_line((50, xy), (350, xy), fill='#808080')
        cv.create_line((xy, 50), (xy, 250), fill='#808080')

    # create image of semi-transparent shapes
    osi = OffscreenImage(width, height)
    xy = (
        (100, 100), (200,  80), (300, 110),
        (300, 150), (200, 120), (100, 130),
    )
    osi.polygon(xy, fill=green + '80', outline=red)
    xy = tuple((x + 10, y + 20) for x, y in xy)
    osi.polygon(xy, fill=yellow + '80', outline=red)

    # create image on canvas
    cv.create_image((width//2, height//2), image=osi.get_tk_image())

    # osi = None  # <=====コメントを外すと図形が描画されない

    root.mainloop()

if __name__ == '__main__':
    main()

一応できたことはできたのですが印象としては少々気持ち悪い点がありました。コード上に「コメントを外すと図形が描画されない」とした部分です。

上のコードではPILを用い図形を画像へ描画後、画像をtk用に変換してからCanvas.create_imageに用いているのですが、このtk画像へ変換したオブジェクト(OffscreenImage.get_tk_iamge()の結果)への参照がtkinterのmainloopの前になくなるとcreate_image自体が成功するにもかかわらず画面へ描画されなくなる（画像が失われる？）ようなのです。「pyimageXXが存在しない」なんて警告メッセージが出るのですが最初ナンノコッチャと思いました・・・

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グラフを描画するならtkinterではなくmatplotlibなどを使った方が素直に実装できるのかも知れません。matplotlibではαチャネル付きの色(RGBA)も扱えるようですし。

https://matplotlib.org/gallery/api/patch_collection.html#sphx-glr-gallery-api-patch-collection-py

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Ubuntu 18.04
Python 3.6.5
python3-pil.imagetk/bionic,now 5.1.0-1(Ubuntuではこれを入れないとImageTkが使えない)

Comments

[decoyxyz]

ソースコード付きで、感謝です！
Tkinterはアルファチャンネルには対応していなかったのですね・・・
matplotlibが透過できるので手段があるのかと思っていました。
グラフを毎秒更新させたいので、処理が間に合いそうであれば画像化で対応したいと思います！
（matplotlibは表示させる内容が多いとすぐ重くなってしまうので・・・）
ありがとうございました！

[KSwordOfHaste]

matplotlib遅いですか？自分はアニメーションを書いた経験がほぼ０なのでmatplotlibのスピードよくわかってないですが・・・上のコード例ではpolygonを書くたびに新たに画像を確保するのでこちらも負けず劣らず遅い気がします(w;
回答したくせに何ですが少々怪しい香りもしますし性能の点も気になるのでよく評価してみてくださいな。
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もう一つおまけにアンチエイリアシングできるかチェックできてないのでそれも気にした方がよいと思います。

[decoyxyz]

ありがとうございます！
https://qiita.com/hausen6/items/b1b54f7325745ae43e47
この方法で昔やりましたが、100グラフ重ねたら処理落ちしだした記憶があります・・・
ただ今回はGUIも一緒に作りたいと思っているので画像のほうでできるだけ頑張っていきたいと思います！