tkinterウィンドウを閉じないとpltshowが実行されない

Question

tkinterのウィンドウとplt.showの共存

現在，tkinterでメインウィンドウを表示し，ウィンドウ内のボタンをクリックすることで関数を呼び出し，随時処理を行うようにしています．

呼び出した関数内でplt.showを呼び出すと，処理が停止しますが，
tkinterで表示したメインウィンドウも閉じないと続きの処理が実行されず困っています．

以前MACの環境で実行した際は，tkinterの画面を閉じることなく，plt.showの画面を閉じることで続きの処理が実行されていたので，非常に困っています

改善方法などありますでしょうか．
よろしくお願いします．

from PIL import Image, ImageTk
import numpy as np
import tkinter as tk
import tkinter.ttk as ttk
import tkinter.filedialog as tkfd
import cv2


if __name__ == "__main__":
    
    root = tk.Tk()
    root.title("")
    root.geometry("")
    btn1 = tk.Button(root)
    btn1.configure(text="test", command=func.img_open) 
    btn1.pack(anchor="ne")

    root.mainloop()


def img_open():
   img1 = cv2.imread('1.png')
   img2 = cv2.imread('2.png')
   img3 = cv2.imread('3.png')
   plt.imshow(img1)
   plt.show()
   plt.imshow(img2) #以降の処理がメインウィンドウを閉じてから実行される
   plt.show()
   plt.imshow(img3)
   plt.show()

Comments

[teamikl]

> tkinterで表示したメインウィンドウも閉じないと続きの処理が実行されず困っています．

実際に問題を再現できる最小限のコードを提示してください。

Answer 1

tkinterのウィンドウとplt.showの共存については、
「イベントループ」の理解が必須です。

GUIのライブラリは、描画やマウス・キー入力のイベント処理の為に
イベントループを持っているのですが、
tkinter と同時に使う場合、それぞれのライブラリがイベントループを持っているので、
まずは、どちらのイベントループを主体にするか決める必要があります。

tkinter の mainloop を使う場合は、plt.show は共存できません。
そのままでは、片方のイベントループ中、
もう片方のイベントループは止まった状態になっています。
（共存させる方法については後述）

呼び出した関数内でplt.showを呼び出すと，処理が停止しますが

は、片方のイベントループしか機能してない状態です。

以前MACの環境で実行した際は，tkinterの画面を閉じることなく，plt.showの画面を閉じることで続きの処理が実行されていたので，非常に困っています

plt.show の処理は、バックエンドとなるGUIに依存するので、
環境の違いが影響します。

---

目的が「プロット画面を表示したい」or 「共存の手段自体を知りたい」かで
変わってきますが、

前者であれば tkinter のイベントループ(mainloop)を使う場合は
plt.show は使わずに、同じような挙動が必要であれば、
モーダルダイアログを作成しその中にプロットを表示します。

後者の場合、共存の方法・両方のイベントループを両立させる方法は、
イベントループ内でもう片方のイベントループの処理が進むように、
定期的に他方の処理を呼び出す事です。

イベントループについては、
他の回答で説明したことがあるので、下記を参照してください。

---

参考:
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

Comments

[nodahourou]

回答ありがとうございます．
目的は「プロット画面を表示したい」です．

モーダルダイアログを用いた表示方法について検討したいのですが，上記のコードのように1つの関数内で複数の表示（画像やグラフ等）を行うことは可能でしょうか．

[teamikl]

複数のダイアログを同時に開くなら、
モーダルではなく通常のダイアログですね。
一つづつ順番に表示ならモーダル・ダイアログです。

以下の方法を順番に検討して見て下さい

- tkinter でのダイアログの作成方法 (tkinter.Toplevelを使う)
- プロットをtkinterのウィジェット内に配置 (matplotlib の FigureCanvasTkAggを使う)

----
このコードでは root.mainloop を呼んでいないので、
通常の実行では、ウィンドウを開くことなく終了してしまうはずです。
jupyter 等の対話環境での実行でしょうか？

イベントハンドラの記述方法など、
どちらのイベントループを使うかで変わってくる部分もあります。

[teamikl]

＞ 1つの関数内で複数の表示（画像やグラフ等）を行うことは可能でしょうか．

注意が必要な点ですが、
イベント・ハンドラ(この場合は func.img_open関数) は、
イベントループから呼び出される為、

時間の掛かるループや、ブロッキング操作(この場合は plt.show)
があると元のイベントループに処理が戻らず、
GUI 等であれば応答なしとなってしまいます。

イベント・ハンドラに登録する関数は極力、
直ぐに実行が終了するようにします。

モーダルウィンドウ等の、
ウィンドウが閉じられるのを待つ操作であれば、
関数内で待機も有りえますが、その場合でも
元のイベントループを回す対策を取ります。

[nodahourou]

参考になります．ありがとうございます！
root.mainloopが抜けていました．修正致しました．

提案して頂いた方法を試してみたいと思います．

[teamikl]

>tkinterで表示したメインウィンドウも閉じないと続きの処理が実行されず困っています．

この現象の原因についてですが: plt.show もイベントループなので、
ウィンドウを全て閉じないと、イベントループを抜けない為。

例えば、ウィンドウを開いているときに、
もう一度ボタンを押してウィンドウを閉じると
合計６枚の画像が表示されるはずです。

root.mainloop()
　img_open()
　　plt.show()
　　　img_open() ２回目は mainloopに戻らず、plt.show 内で実行される
　　　　plt.show() ... と関数呼び出しが深くなる
　　　　...

Answer 2

tkinter でも png 画像は読み込めるので、
このプログラムの場合は cv2 を使う必要はありませんが、
元のコードを動かす方法。

画像の部分は、実際のケースではプロットを表示するなら
tk.Canvas の代わりに FigureCanvasTkAgg を使います。

参考: matplotlib -- Embedding in Tk

import tkinter as tk
import tkinter.ttk as ttk

from matplotlib import pyplot as plt
from matplotlib.backends.backend_tkagg import FigureCanvasTkAgg
import cv2
from PIL import Image, ImageTk

class TkPlotWindow:
    """
    tk組込用の pyplot の代替クラス
    """

    def __init__(self, master):
        self.master = master
        self.image = None

    def imshow(self, image):
        # 画像を tk で扱える形に変換
        image = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2RGB)
        image = Image.fromarray(image)
        self.image = ImageTk.PhotoImage(image)
        
    def show(self, modal=True):
        image = self.image
        if not image:
            return

        width, height = image.width(), image.height()
        cx, cy = width//2, height//2

        # ダイアログ生成
        top = tk.Toplevel(self.master)
        top.image = self.image
        canvas = tk.Canvas(top, width=width, height=height)
        canvas.create_image(cx, cy, image=self.image)
        canvas.pack(fill=tk.BOTH, expand=tk.YES)
        
        if modal:
            # ウィンドウが閉じられるまで待つ
            top.grab_set()
            top.wait_window(top) # <-- イベントループ


def img_open():
    img1 = cv2.imread('1.png')
    img2 = cv2.imread('2.png')
    img3 = cv2.imread('3.png')

    plt = TkPlotWindow(root) # NOTE: <-- 代替クラスを使う
    plt.imshow(img1)
    plt.show()
    plt.imshow(img2)
    plt.show()
    plt.imshow(img3)
    plt.show()


if __name__ == "__main__":
    root = tk.Tk()
    root.title("")
    root.geometry("")
    btn1 = tk.Button(root)
    btn1.configure(text="test", command=img_open) 
    btn1.pack(anchor="ne")

    # ※ matplotlib 組み込みの場合必要な終了処理
    def _quit():
        root.quit()
        root.destroy()
    root.protocol("WM_DELETE_WINDOW", _quit)

    root.mainloop()

Comments

[nodahourou]

回答ありがとうございます．
具体例も示して頂き，さっそく実装しました
実現したかった内容を満たすことができました．

非常に参考になりました．