ｗxPythonによるイベント処理が上手くいきません教えて下さい

Question

今、Pythonでファイルをファイルの生データを選択して処理した結果を表示するGUIのプログラムを書いているのですが、上手くいかないので教えてください。
GUIにはwxPythonを使用しています。処理はできているのですがその結果を上手くGUIのウィンドウにもっていくことができません。ファイルを選択してから表示したいグラフをウィンドウの方のボタンを押すことで表示したいのですが、表示されずに止まってしまいます。

上手くいかないのはCalss以降なのですが、最初はbuttonのイベントにグラフを表示するイベントを入れれば表示されると思っていたのですが、止まってしまい。ウィンドウにグラフを表示する場所を指定していなかったからかと思いやってみたのですが、動かず。それはグラフを表示するキャンバスのエラーだったので、最初に空のFigureを入れとけば、イベント実行後切り替わるかと思ったのですが、止まってしまいました。修正点を教えてください。

そもそも何がいけないのかよくわかっていないので、そこらへんから教えていただけるとありがたいです。

from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
import numpy as np
import csv
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.backends.backend_wxagg import FigureCanvasWxAgg
import copy
import wx
%matplotlib notebook

#ファイル選択ダイアログ＋解析の処理がありますが、長くなる＋研究なので割愛

def plot_2D():
    global fig_2D
    fig_2D = plt.figure()
    plt.plot(x_axis,plot[1])
    
def plot_3D():
    global fig_3D
    fig_3D = plt.figure()
    ax = Axes3D(fig_3D)
    color3d = ax.plot_surface(X, Y, Z_np, cmap='hot')
    
def plot_2D_color():
    global fig_2D_color
    fig_2D_color = plt.figure()
    color2d = plt.pcolormesh(X, Y, Z_np, cmap='hot')

class CustomFrame(wx.Frame):
    
    def __init__(self,title):
        wx.Frame.__init__(self,None,-1,title,size=(1200,800))
        
        def click_open(event):
            #ファイル選択＋前処理
            open_file()
            plot_2D_color()
        
        def click_2D(event):
            plot_2D()
            
        def click_3D(event):
            plot_3D()
           
        self.panel = wx.Panel(self)
        
        self.panel_1 = wx.Panel(self.panel,wx.ID_ANY)
        self.panel_2 = wx.Panel(self.panel,wx.ID_ANY)
        
        self.panel_1.SetBackgroundColour('#FCF8F0')
        self.panel_2.SetBackgroundColour('#FC4000')
        self.panel.SetBackgroundColour('#C70230')
        
        layout = wx.BoxSizer(wx.VERTICAL)
        layout.Add(self.panel_1, flag=wx.EXPAND)
        layout.Add(self.panel_2, flag=wx.EXPAND)
        self.panel.SetSizer(layout)
     
        Butt_1 = wx.Button(self.panel_1,wx.ID_ANY,'開く')
        Butt_2 = wx.Button(self.panel_1,wx.ID_ANY,'2D断面')
        Butt_3 = wx.Button(self.panel_1,wx.ID_ANY,'3D形状')
        
        Butt_1.Bind(wx.EVT_BUTTON, click_open)
        Butt_2.Bind(wx.EVT_BUTTON, click_2D)
        Butt_3.Bind(wx.EVT_BUTTON, click_3D)
        
        layout_Butt = wx.BoxSizer(wx.HORIZONTAL)
        layout_Butt.Add(Butt_1)
        layout_Butt.Add(Butt_2)
        layout_Butt.Add(Butt_3)
        self.panel_1.SetSizer(layout_Butt)
        
        fig_2D_color = plt.figure()
        fig_2D = plt.figure()
        fig_3D = plt.figure()
        
        self.canvas_1 = FigureCanvasWxAgg(self.panel_2, wx.ID_ANY, fig_2D_color)
        self.canvas_2 = FigureCanvasWxAgg(self.panel_2, wx.ID_ANY, fig_2D)
        self.canvas_3 = FigureCanvasWxAgg(self.panel_2, wx.ID_ANY, fig_3D)
        
        layout_Panel = wx.BoxSizer(wx.HORIZONTAL)
        layout_Panel.Add(self.canvas_1) 
        layout_Panel.Add(self.canvas_2)
        layout_Panel.Add(self.canvas_3)   
        self.panel_2.SetSizer(layout_Panel)
        
        plt.show()
        
        
        self.Show()

app = wx.App()
CustomFrame('AFM')
app.MainLoop()

Answer 1

wxPython/Jupyterに暗く、完全には動かなかったのですが、気づいた点をコメントしてみます。間違いがあるかも知れません。指摘などいただければありがたいです。

(多分)matplotlib.pyplotは使ってはいけない

これを下手に使うとmatplotlib自信がウィンドウを生成してしまうようです。このプログラムはウィンドウの制御にwxPythonを使うわけですからpyplotはimport自体をやめたほうがよいでしょう。
またplt.show()なんてのも不要です。そのあたりもwxPythonの方が制御を支配しますので。

よってplt.figure()ではなくfrom matplotlib.figure import Figureとした上でfig = Figure(None)で生成するとよいでしょう。

オブジェクト指向的(?)なmatplotlibの使い方を理解する

pyplotが使えないので、matplotlibの制御は全てFigure/Axes(クラス名はxxSubplotだったりする?)へのメソッド呼び出しにしなければならないと思います。matplotlib単体で以下のように書ける練習をしておいた方がよいでしょう。

import matplotlib.pyplot as plt

plt.plot(...)
plt.subplot(111)  # これは現在のFigureの現在のAxesに対する描画であることを理解しておく
plt.xlim(...)     # 同上
plt.xticks(...)   # 同上
...

# ↑のような書き方を封印し
# ↓のように書く練習をしておく。

fig = plt.figure()  # wxPythonを使わない場合の記述です。念のため
ax = fig.add_subplot(111)
ax.plot(...)
ax.set_xlim(...)
ax.set_xticks(...)
...

描画したらFigureCanvasWxAggのdrawメソッドを呼ぶ(推測)

単にmplのAxesへグラフを描画してもFigureCanvasWxAgg上には反映されないみたいです。Axesへグラフを描画した後でFigureCanvasWxAgg.draw()を呼び出すと反映されました。

わからなかった点

CPython環境で以下のような簡単な画面は出せたのですが・・・

import wx
from wx import (Frame, Panel, BoxSizer, Button,
                ID_ANY, VERTICAL, EVT_BUTTON)

import matplotlib as mpl
mpl.interactive(True)
mpl.use('WxAgg')

from matplotlib.figure import Figure
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
from matplotlib.backends.backend_wxagg import FigureCanvasWxAgg
import numpy as np


class MyFrame(Frame):
    def __init__(self, title):
        super().__init__(None, ID_ANY, title, size=(300, 300))

        self.panel = Panel(self)
        layout = BoxSizer(VERTICAL)
        self.panel.SetSizer(layout)

        button = Button(self.panel, ID_ANY, 'plot')
        layout.Add(button)
        button.Bind(EVT_BUTTON, self.on_click)

        self.fig = Figure(None)
        self.ax = Axes3D(self.fig)
        self.canvas = FigureCanvasWxAgg(self.panel, ID_ANY, self.fig)
        layout.Add(self.canvas)

        self.Show()

    def on_click(self, ev):
        print('2D color')
        x = np.arange(-3, 3, 0.25)
        x, y = np.meshgrid(x, x)
        z = np.sin(x) + np.cos(y)
        self.ax.plot_wireframe(x, y, z)
        self.canvas.draw()


def main():
    app = wx.App()
    fr = MyFrame('wx test')
    app.MainLoop()
    print('app stop')


if __name__ == '__main__':
    main()

%matplotlib notebook
とする以上matplotlibのバックエンドはJupyter Notebookでなければならないはずで、そこにwxPythonが入り込む余地がない気がするのですが・・・

上記のコードのまま動かすとNotebookのインラインとしては何も表示されずCPython環境でのようにブラウザーとは別のウィンドウ(wxPythonのウィンドウ)が表示されましたが、これは質問者さんの意図とは別物だと思います。それともJupyterでwxPythonを使えるのでしょうか・・・？

https://qiita.com/tausho/items/2fdb35e5b9aa3bebd526
こういう記事をみるとNotebookと独立なウィンドウが出てますよね・・・これでいいならわざわざNotebook上で動かさなくていい気がしました。

このあたりが自分にわからなかった点です。

---

追記1: ゆくゆくはスタンドアロンGUIアプリケーションにしたいとのこと。前の質問でhayataka2049さんが言っておられることに関連しますが、もしスタンドアロンGUIアプリを目指すなら

(1) Notebookで実行するのは止した方がいいと思います。
回答と同じコードをCPython, Notebookで動かしたとき異なる動作となるからです。CPythonだとwxPythonのウィンドウ上で3Dグラフをマウス操作できますがNotebookだとそれができません。この問題はSpyder, QtConsoleでも同様に発生することからAnaconda環境とCPython環境の違いによるものなのかも知れません。

(2) Nodebook固有の記述をソースに入れるのは止した方がいいと思います。
本来の動作環境がNotebookでないなら%matplotlib ...の行)は書かないほうがよいと思います。それがコード中にあると閲覧者が「あなたの狙いはNotebook前提のプログラム」と誤解するからです。

Comments

[bellarcnus]

丁寧な回答ありがとうございます。matplotlibの方については確認勉強中ですが、先に最後のわからなかった点についてなのですが
ご想像の通り一つのguiウィンドウにグラフを複数もしくは切り替えて表示したいです。jupyter notebook上でのグラフ表示はできるのですが、最終的には研究室のpythonを使えない方にも簡単に使えるようにexeしたいのです。また、グラフもまだ3枚程度しかないですが、最終的には数十枚のグラフを扱うのでそのたびに新しいウィンドウ出てくるのではなくguiのウィンドウ上で切り替わる方見やすいと思いwxpythonを使用しています。

[KSwordOfHaste]

なるほどNotebookが前提というわけではないのですね...
前の質問を今見たのですが、質問者さんの状況がなんとなくわかりました。うーん別のアドバイスもあったほうが良いかも知れません。
---
「別のアドバイス」を回答に追記しました。

[bellarcnus]

以前の質問まで見ていただき、ありがとうございます。Anaconda環境しか使ったことがなかったのですが、他のを使った方がいいということでしょうか。環境の違いなどについてはよくわかっていないのですが、おすすめ、もしくは詳しく説明している本やサイトなどあれば教えてほしいです。
また、Pythonを入れていない人にも使えるようにするのが目的なのでGUIではなくても構わないのですが、何かいい方法があれば教えていただきたいです。

[KSwordOfHaste]

>他のを使ったほうがいいか？

端的に言えば「CPython + PyCharm」が自分にとってのベストだと考えていますが、それを単純に一般の人にお勧めできるかといえば微妙です。CPython+PyCharmは非常によい点もあれば難しい点もあるのです。難しい点は環境設定などですが、自分に取ってその難しさは克服すべきものと考えているため問題になりません。しかし前提知識・問題解決スキル・使える時間など事情が異なる他者に対して単純によいと安易に言えないのです。

それについて知るには、まずご自分でできる限り調べ、選択に関して関係しそうな条件（前提知識・スキル・どこまで学習時間が許容できるか等々)をできる限り整理して質問するとよいかも知れません。

[bellarcnus]

一度、CPythonやPyCharmについて調べてみようと思います。ありがとうございました。