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

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

Python
1import matplotlib.pyplot as plt
2import numpy as np
3from scipy import interpolate
4
5def main():
6    fig = plt.figure()
7    ClickAddPoints(fig).show()
8
9class ClickAddPoints:
10    def __init__(self, fig):
11        self.fig = fig
12        self.ax1 = fig.add_axes([0.1,0.1,0.8,0.8])
13        self.xy = []
14        self.points = self.ax1.scatter([], [], s=200, color='red', picker=10)
15        self.spline = interpolate.Akima1DInterpolator([],[])
16        self.ax1.figure.canvas.mpl_connect('button_press_event', self.on_click)
17
18    def on_click(self, event):
19        if event.inaxes is not self.ax1:
20            return
21        self.xy.append([event.xdata, event.ydata])
22        self.points.set_offsets(self.xy)
23        self.ax1.draw_artist(self.points)
24        self.ax1.figure.canvas.blit(self.ax1.bbox)
25        num = (len(self.xy))
26        print(num)
27        if num > 2 :
28            self.spline.set_offsets(self.xy)
29            self.X = np.linspace(event.xdata[0], event.xdata[-1], num=100, endpoint=True)
30            self.Y = self.f(self.X)
31            plt.plot(self.X, self.Y)
32        else:
33            return
34
35    def show(self):
36        self.ax1.set_xticks(np.linspace(0, 4, 5))
37        self.ax1.set_yticks(np.linspace(0, 4, 5))
38        self.ax1.set_aspect('equal')
39        plt.show()
40
41main()

試したこと

プログラミング初心者です。書籍を読み調べたりしましたが有効な方法が見つかりません。このサイトの使用も初めてなので情報が至らなかったり、失礼があるかもしれませんがご了承ください。よろしくお願いします。

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

ここにより詳細な情報を記載してください。

kotori_a

2020/06/29 17:41 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。

takes.it.easy

2020/06/30 02:49

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？

kotori_a

2020/06/30 03:36

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。

行動規範の内容に同意します

回答1件

ベストアンサー

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()

main()

投稿2020/06/29 17:25

編集2020/06/29 17:28

kotori_a

総合スコア687