<Python3>tkinter上にmatplotlibのグラフを表示し、canvas内でマウス操作をできるようにしたい

前提・実現したいこと

　読み込んだcsvファイルのグラフをmatplotlibを使用してtkinter上に表示させ、その表示させたcanvas上において、右クリックで二点間の範囲を選択し、真ん中クリックでキャンセル、左ダブルクリックで決定して最小二乗法の線を引くプログラムを作成したいと考えております。

発生している問題・エラーメッセージ

　読み込んだcsvファイルをcanvasに表示させることはできましたが、canvas内でマウス操作をすることができなくて悩んでおります。

該当のソースコード

Python
1from tkinter import *
2from matplotlib import pyplot as plt
3from matplotlib.backends.backend_tkagg import FigureCanvasTkAgg
4import numpy as np
5from scipy import optimize
6import pylab
7import turtle
8import tkinter as tk
9
10x_data = []
11y_data = []
12state = 0
13f = open('xrr_data.csv', 'r')
14
15datalist = f.readlines()
16for data in datalist:
17    if state == 1:
18        x_data.append(float(data.split(',')[0]))
19        y_data.append(float(data.split(',')[1]))
20    if "Angle,Intensity" in data:
21        state =1
22    
23f.close()
24xdata = np.array(x_data)
25ydata = np.array(y_data)
26
27def drawlsm(lind,rind):
28    
29    global xdata2
30    global ydata2
31    
32    xdata2 = xdata[lind:rind]
33    ydata2 = ydata[lind:rind]
34    
35    parameter0 = [0.,0.]
36    result = optimize.leastsq(fit_func,parameter0,args=(xdata2,ydata2))
37    print(result)
38    a_fit=result[0][0]
39    b_fit=result[0][1]
40    print(a_fit,b_fit)
41    plt.plot(xdata,a_fit*xdata+b_fit,'k-', label='fitted line', linewidth=3, alpha=0.3)
42    
43
44    
45#Least squares method with scipy.optimize
46def fit_func(parameter,x,y):
47    a = parameter[0]
48    b = parameter[1]
49    residual = y-(a*x+b)
50    return residual
51
52def oncmask(event):
53
54    global stat
55    global leftind, rightind
56    
57    ind=np.searchsorted(xdata,event.xdata)
58    plt.title("You clicked index="+str(ind))
59    if event.button==3 and stat==1:
60        leftind=ind
61        ax.plot([xdata[ind]],[ydata[ind]],".",color="red")
62        stat=2
63    elif event.button==3 and stat==2:
64        rightind=ind
65        ax.plot(xdata[leftind:rightind],ydata[leftind:rightind],color="red")
66        stat=3
67        print (leftind, rightind)
68    elif event.button==1 and event.dblclick==1 and stat==3:
69        plt.title("Approved")
70        mask[leftind:rightind]=False
71        drawlsm(leftind,rightind)
72        stat=1
73    elif event.button==2 and stat==3:  
74        plt.title("Canceled")
75        ax.plot(xdata[leftind:rightind],ydata[leftind:rightind],color="blue")
76        ax.plot([xdata[leftind]],[ydata[leftind]],".",color="green")
77        stat=1
78    fig.canvas.draw()
79
80mask=np.ones(len(xdata),dtype=bool)
81
82stat = 1
83fig=plt.figure()
84ax=fig.add_subplot(111)
85ax.plot(xdata,ydata)
86
87cid = fig.canvas.mpl_connect('button_press_event', oncmask)
88
89# Windowの設定
90root = Tk()
91root.title("Plot window")
92root.geometry()
93
94
95# Frameの設定
96frame_1 = Frame(root, bd=4, relief=GROOVE)
97frame_2 = Frame(root, bd=4, relief=GROOVE)
98
99# widgetの設定
100canvas = FigureCanvasTkAgg(fig, frame_2)
101
102# widgetの配置
103frame_1.grid(row=0, column=0, sticky=W + E)
104frame_2.grid(row=1, column=0)
105canvas.get_tk_widget().grid(row=0, column=0)
106
107root.mainloop()

試したこと

以下のメソッドで
fig.canvas.mpl_connect('button_press_event', oncmask)
tkinterのウィンドウにグラフを乗せることはできたのですが、
そのグラフにマウスクリックを行っても何も反応がありませんでした。

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

python初心者で至らない点が多々あると思いますが、アドバイス頂けると嬉しいです。
よろしくお願いします。

プログラムを動かした際の画像を添付します。
現在は通常のmatplotlibで出力した際にでてくるグラフ(画面右)にクリックなどの操作を行い、それがtkinter側のグラフ(画面左)に反映されるという形になっております。
![]

行動規範の内容に同意します

回答2件

後から思いついたのだけど、こちらの方が変更点少なくて良いかもしれません。

ポイントは、FigureCanvasTkAggの後に fig.canvas.mpl_connect
と root.mainloop() の代わりに canvas.start_event_loop()

python
1
2canvas = FigureCanvasTkAgg(fig, frame_2) 
3
4# 略
5
6cid = fig.canvas.mpl_connect('button_press_event', oncmask)
7
8canvas.start_event_loop()
9
10# root.mainloop()
11

詳細

最初のコードは FigureCanvasTkAgg 以前に button_press_event を登録していました。
FigureCanvasTkAgg により fig.canvas がtkinter 対応のものに置き換わります。
tkinter 対応の canvas に button_press_event を登録
ここでの canvas.start_event_loop は、FigureCanvasTkAgg により tk に対応した

　tkinter と mpl_connect で登録したイベント両方に対応するイベントループ

こちらのアプローチでは逆で、
matplotlib 側のイベントループ内で、tkinter のイベント処理を行うために
上記の説明で言う flush_events() 相当のモノ
(tkinterではupdate_idletasks()) を呼び出しています。

何方が良いかについては、状況次第ですが
上記で説明したoncmaskを呼び出す方法としては、こちらが適切でした。

イベントループが混在すると面倒な点についての解説

python
1canvas.start_event_loop()
2# root.mainloop()

NOTE: canvas.start_event_loop() を使う場合、

root.mainloop() は使えません (イベントループが競合) し不要になります。
FigureCanvasTkAgg 後の canvas.start_event_loop は
tkinter のイベントにも対応したイベントループになってます。

XXX: 但し、tkinter の幾つかのメソッドは想定通りに機能しない場合があります

例えば、root.quit() は tkinter のイベントループ(mainloop)を終了するものなので
通常のtkinterのプログラムでは、プログラムの終了として扱えますが、
tkinter のイベントループ(mainloop) を使っていないと機能しません。

canvas.start_event_loop()を使う場合、
matplotlib 側の作法(stop_event_loop)でイベントループを終了します。

この様に、どちらの方法を取るかによって参考に出来る情報が変わってきます。
イベントループの仕組みを知った上で扱うのであれば問題は少ないと思いますが、
そうでない場合、何処で問題が起きているのか解り難くなるので、注意点として書き残しておきます。

	イベントループ	イベント処理	ループ終了
tkinter	mainloop	update_idletasks	quit
FigureCanvas	start_event_loop	flush_events	stop_event_loop

投稿2020/10/20 14:59

編集2020/10/21 02:33

teamikl

総合スコア8760

A_7

2020/10/21 07:21

再び回答して頂き、ありがとうございます。なるほど。そのようなやり方があるのですね。とても勉強になりました。イベントループの解説も、今まで曖昧な理解でしたがこの解説を読んで理解できました。本当にありがとうございました。

行動規範の内容に同意します

ベストアンサー

tkinter で使う場合は、tkinter の作法で
マウス操作などのイベント等の処理を行った方が良いです。

python
1# バックエンドのキャンバスが変更される前に保存
2button_press_event = fig.canvas.button_press_event
3flush_events = fig.canvas.flush_events
4
5
6# 略
7
8canvas = FigureCanvasTkAgg(fig, frame_2)
9
10# 略
11
12def tk_canvas_click(event, isDouble=False):
13    # NOTE: ここで得られる event は mpl_connect のものとは異なります
14
15    # mpl_connect で登録された関数の呼び出し＆実行
16    button_press_event(event.x, event.y, event.num, isDouble)
17    flush_events()
18
19from functools import partial
20tk_canvas = canvas.get_tk_widget()
21tk_canvas.bind("<Double-2>", partial(tk_canvas_click, isDouble=True))
22tk_canvas.bind("<Button-1>", tk_canvas_click)
23tk_canvas.bind("<Button-2>", tk_canvas_click)
24tk_canvas.bind("<Button-3>", tk_canvas_click)
25
26# 元のコードに合わせて、一つの関数にしてますが、
27# ボタンに応じて別々の関数を登録でも良いです。
28
29# 注意点: ひとつの関数に纏める場合、
30# eventがダブルクリックの情報を持たない為
31# 関数登録時にダブルクリックかどうかのフラグを設定していますが、
32# ボタン毎に個別の関数にするなら不要です。