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キャンバス上をマウスでクリックし点を追加、2個以上の点をスプライン補完したい

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前提・実現したいこと

matplotlibのキャンバス上をマウスでクリックすると点が追加されます。追加された点のx座標とy座標を用いてスプライン補完を行い、リアルタイムで点と点を結びたいです。

発生している問題・エラーメッセージ

ValueError: at least 2 breakpoints are needed

該当のソースコード

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from scipy import interpolate

def main():
    fig = plt.figure()
    ClickAddPoints(fig).show()

class ClickAddPoints:
    def __init__(self, fig):
        self.fig = fig
        self.ax1 = fig.add_axes([0.1,0.1,0.8,0.8])
        self.xy = []
        self.points = self.ax1.scatter([], [], s=200, color='red', picker=10)
        self.spline = interpolate.Akima1DInterpolator([],[])
        self.ax1.figure.canvas.mpl_connect('button_press_event', self.on_click)

    def on_click(self, event):
        if event.inaxes is not self.ax1:
            return
        self.xy.append([event.xdata, event.ydata])
        self.points.set_offsets(self.xy)
        self.ax1.draw_artist(self.points)
        self.ax1.figure.canvas.blit(self.ax1.bbox)
        num = (len(self.xy))
        print(num)
        if num > 2 :
            self.spline.set_offsets(self.xy)
            self.X = np.linspace(event.xdata[0], event.xdata[-1], num=100, endpoint=True)
            self.Y = self.f(self.X)
            plt.plot(self.X, self.Y)
        else:
            return

    def show(self):
        self.ax1.set_xticks(np.linspace(0, 4, 5))
        self.ax1.set_yticks(np.linspace(0, 4, 5))
        self.ax1.set_aspect('equal')
        plt.show()

main()

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  • taizan205

    2020/06/30 01:01 編集

    質問中のソースですが、スプライン補完曲線を返すfの実体がどこにも定義されていないのに、呼び出しているため、そもそも動かない気がします。
    self.spline~以降の部分を修正して関数として切り出す必要があるのではないでしょうか。

    キャンセル

  • takes.it.easy

    2020/06/30 11:49

    つまりスプライン補完曲線を計算するための関数が必要ということでよろしいでしょうか?

    キャンセル

  • taizan205

    2020/06/30 12:36

    スプライン補完曲線を計算するための関数について、参考として回答欄にコードを記載しました。ご参照ください。

    キャンセル

回答 1

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+1

元ソースをできる限り活かすとすれば以下のようになるでしょうか。 

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from scipy import interpolate


def main():
    fig = plt.figure()
    ClickAddPoints(fig).show()


class ClickAddPoints:
    def __init__(self, fig):
        self.fig = fig
        self.ax1 = fig.add_axes([0.1, 0.1, 0.8, 0.8])
        self.xy = []
        self.points = self.ax1.scatter([], [], s=10, color='red', picker=100)
        self.ax1.figure.canvas.mpl_connect('button_press_event', self.on_click)

    def on_click(self, event):
        # 前の線をクリアする場合は下の行をコメントアウトする。
        # plt.cla()
        if event.inaxes is not self.ax1:
            return
        # クリックしたx座標が過去のプロットのx座標と重複している場合返る。
        if event.xdata in [t[0] for t in self.xy]:
            return
        self.xy.append([event.xdata, event.ydata])
        self.points.set_offsets(self.xy)
        self.ax1.draw_artist(self.points)
        self.ax1.figure.canvas.blit(self.ax1.bbox)
        if len(self.xy) > 2:
            # x座標でソート
            self.xy.sort()
            xx = [t[0] for t in self.xy]
            yy = [t[1] for t in self.xy]
            x1, y1 = self.calc_spline(xx, yy, 100)
            plt.plot(x1, y1)
            self.show()
        else:
            return

    def calc_spline(self, x, y, point):
        '''
        スプライン曲線を演算する。
        '''
        f = interpolate.Akima1DInterpolator(x, y)
        x1 = np.linspace(x[0], x[-1], num=point, endpoint=True)
        y1 = f(x1)
        return x1, y1

    def show(self):
        self.ax1.set_xticks(np.linspace(0, 4, 5))
        self.ax1.set_yticks(np.linspace(0, 4, 5))
        self.ax1.set_aspect('equal')
        plt.show()

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  • 2020/06/30 12:39

    示していただいたコードをそのまま実行すると、4つ目(あるいは3つ目)の点を追加したところで、それまでの点が2重になるように出現し、スプライン補完がなされません。原因は何でしょうか。

    キャンセル

  • 2020/06/30 13:22

    すみません。補完されていました。

    キャンセル

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