matplotlib – 図にテキストを追加する方法

2021.02.03
matplotlib
matplotlib

1. 概要
2. pyplot.text
3. pyplot.annotate
4. Text のプロパティ
5. Tex を使う

概要

matplotlib の pyplot.text(), pyplot.annotate() を使用して、図中にテキストを追加する方法を解説します。

pyplot.text

pyplot.text() は Axes 中の指定した位置にテキストを追加する関数です。

matplotlib.pyplot.text(x, y, s, fontdict=None, withdash=<deprecated parameter>, **kwargs)

引数

名前	型	デフォルト値
x, y	(scalar, scalar)
x, y	テキストを表示する位置。デフォルトでは、これはデータの座標系になります。
s	str
s	表示するテキスト
fontdict	dict	None
fontdict	テキストの設定。None を指定した場合は、rcParams の設定が使用されます。

返り値

名前	説明
Text	作成された Text オブジェクト

テキストを表示する座標 (x, y) と表示するテキスト s を指定します。

In [1]:

import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt

x = np.linspace(0, 5, 100)
y = np.sin(x)

fig, ax = plt.subplots()
ax.plot(x, y, label="sin")
ax.text(1, 0.5, "text", fontsize="xx-large")
ax.grid()

plt.show()

pyplot.annotate

pyplot.annotate() は pyplot.text() と似ていますが、注釈を付ける点とテキストを表示する点を指定し、2点を矢印で結ぶ関数です。

matplotlib.pyplot.annotate(text, xy, *args, **kwargs)

引数

名前	型	デフォルト値
text	str
text	注釈のテキスト。
xy	(float, float)
xy	注釈を付ける点 (x, y)。座標系は xycoords で決まります。
xytext	(float, float), default: xy
xytext	テキストを配置する位置 (x, y)。座標系は textcoords で決まります。
xycoords	str or Artist or Transform or callable or (float, float), default: ‘data’
xycoords	xy の座標系。
textcoords	str or Artist or Transform or callable or (float, float), default: value of xycoords
textcoords	xytext の座標系。
arrowprops	dict
arrowprops	位置 xy と xytext の間に FancyArrowPatch の矢印を描画するために使用されるプロパティ。
annotation_clip	bool or None, default: None
annotation_clip	注釈を付ける点 (x, y) が Axes の領域外にある場合に注釈を描画するかどうか。
**kwargs
**kwargs	Text オブジェクトに渡される追加の引数

テキストを表示する座標 xytext と矢印で注釈をつける座標 xy、表示するテキスト text を指定します。デフォルトでは矢印は表示されないので、矢印を表示する場合は arrowprops=dict(arrowstyle="->") も合わせて指定します。

In [2]:

import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt

x = np.linspace(0, 5, 100)
y = np.sin(x)

fig, ax = plt.subplots()
ax.plot(x, y, label="sin")
ax.annotate("text", (1, 0.5), (1.5, 0.7), arrowprops=dict(arrowstyle="->"), fontsize="xx-large")
ax.grid()

plt.show()

Text のプロパティ

キーワード引数で指定できるテキストの設定項目について紹介します。

テキストの透過度を設定する

alpha で透過度を $[0, 1]$ の float で指定できます。

In [3]:

x = np.linspace(0, 5, 100)
y = np.sin(x)

fig, ax = plt.subplots()
ax.plot(x, y, label="sin")
ax.text(1, 0.5, "text", alpha=0.5)
ax.grid()

plt.show()

テキストの背景色を設定する

backgroundcolor でテキストの背景色を指定できます。

In [4]:

x = np.linspace(0, 5, 100)
y = np.sin(x)

fig, ax = plt.subplots()
ax.plot(x, y, label="sin")
ax.text(1, 0.5, "text", backgroundcolor="lightblue")
ax.grid()

plt.show()

テキストの色を設定する

color でテキストの色を指定できます。

In [5]:

x = np.linspace(0, 5, 100)
y = np.sin(x)

fig, ax = plt.subplots()
ax.plot(x, y, label="sin")
ax.text(1, 0.5, "text", color="red")
ax.grid()

plt.show()

フォントの設定

フォントの一覧を確認する

fontfamily または fontname で使用するフォントを指定できます。使用可能なフォントの一覧は font_manager.findSystemFonts() で確認できます。

In [6]:

from matplotlib import font_manager as fm

fontnames = [fm.FontProperties(fname=x).get_name() for x in fm.findSystemFonts()]

fig, ax = plt.subplots()
ax.set_axis_off()

for i, name in enumerate(fontnames):
    x, y = 0.1, 0.2 + i * 0.15
    text = f'fontfamily="{name}"'
    ax.text(x, y, text, fontname=name, fontsize="xx-large")

plt.show()

フォントサイズを設定する

fontsize でフォントサイズを指定できる。

None: デフォルトのフォントサイズ (plt.rcParams["font.size"])
int: フォントサイズを pt で指定する。
str: デフォルトのフォントサイズ (plt.rcParams["font.size"]) からの相対的な大きさで指定する。

例えば、plt.rcParams["font.size"] = 12 で large を指定した場合、12 * 1.2 = 14.4pt になります。

名前	倍率	フォントサイズ (デフォルトが12ptの場合)
xx-small	1.2**-3 (=0.58)	6.95pt
x-small	1.2**-2 (=0.69)	8.33pt
small	1.2**-1 (=0.83)	10.00pt
medium	1.2**0 (=1.00)	12.00pt
large	1.2**1 (=1.20)	14.40pt
x-large	1.2**2 (=1.44)	17.28pt
xx-large	1.2**3 (=1.73)	20.74pt

In [7]:

x = np.linspace(0, 5, 100)
y = np.sin(x)

fig, ax = plt.subplots()
ax.plot(x, y, label="sin")
ax.text(1, 0.5, "text", fontsize="xx-large")
ax.grid()

plt.show()

フォントスタイルを設定する

fontstyle でフォントスタイルを指定できます。フォントが対応していれば指定が反映されます。

"normal": 通常
"italic": イタリック
"oblique": 斜体

In [8]:

x = np.linspace(0, 5, 100)
y = np.sin(x)

fig, ax = plt.subplots()
ax.plot(x, y, label="sin")
ax.text(1, 0.5, "text", fontstyle="italic")
ax.grid()

plt.show()

In [9]:

fig, ax = plt.subplots()
ax.invert_yaxis()
ax.set_axis_off()

params = ['normal', 'italic', 'oblique']
for i, p in enumerate(params):
    x, y = 0.1, 0.2 + i * 0.15
    s = "fontstyle=\"{}\"".format(p)
    ax.text(x, y, s, fontstyle=p, fontname='serif', fontsize="xx-large")

plt.show()

フォントの太さを指定する

fontweight でフォントの太さを指定できます。フォントが対応していれば指定が反映されます。大抵のフォントは太さのバリエーションは通常と太字の2種類になるので、太字にしたい場合は fontweight="bold" と指定すればよいです。

int: [0, 1000] の整数
str: 太さを表す文字列

In [10]:

x = np.linspace(0, 5, 100)
y = np.sin(x)

fig, ax = plt.subplots()
ax.plot(x, y, label="sin")
ax.text(1, 0.5, "text", fontname="serif", fontweight=1000)
ax.grid()

plt.show()

フォントを伸縮を設定する

fontstretch でフォントの伸縮を設定できます。フォントが対応していれば指定が反映されます。このパラメータに対応しているフォントは少ないと思います。

フォントをスモールキャップにするかどうかを設定する

fontvariant でフォントをスモールキャップにするかどうかを設定できます。フォントが対応していれば指定が反映されます。このパラメータに対応しているフォントは少ないと思います。

複数行の場合の行間を設定する

linespacing でテキストが複数行の場合の行間を指定できます。単位はフォントサイズに対する割合になります。

In [11]:

x = np.linspace(0, 5, 100)
y = np.sin(x)

fig, ax = plt.subplots()
ax.plot(x, y, label="sin")
ax.text(1, 0.5, "aaa\nbbbbbb\nccccccccc", linespacing=2, fontsize="xx-large")
ax.grid()

plt.show()

水平方向のアラインメントを設定する

horizontalalignment または ha で位置 (x, y) に対する水平方向のテキストの配置方法を指定できます。

垂直方向のアラインメントを設定する

verticalalignment または va で位置 (x, y) に対する垂直方向のテキストの配置方法を指定できます。

複数行の場合のアラインメントを設定する

multialignment で複数行の場合の水平方向のテキストの配置方法を指定できます。

テキストの回転角度を設定する

rotation でテキストの回転角度を指定できます。

In [12]:

x = np.linspace(0, 5, 100)
y = np.sin(x)

fig, ax = plt.subplots()
ax.plot(x, y, label="sin")
ax.text(1, 0.5, "text", rotation=90, fontsize="xx-large")
ax.grid()

plt.show()

Tex を使う

$ で囲まれたテキストは Tex 記法としてレンダリングされます。 Tex はバックスラッシュから始まるコマンドが多いですが、Python のエスケープが必要な文字なので、r'テキスト' として raw 文字列を使うことをおすすめします。

In [13]:

fig, ax = plt.subplots()
ax.set_axis_off()

s = r"$\nabla^2 =\frac{\partial^2 f}{\partial x^2} + \frac{\partial^2 f}{\partial y^2}$"
ax.text(0.5, 0.5, s, ha="center", fontsize=30)

plt.show()

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