PyQtGraph 绘图

数据绘图方案

Python语言 的数据可视化(绘图) 方法,常见的有 Matplotlib 和 PyQtGraph

  • Matplotlib

说到 Python语言 的数据作图, Matplotlib 当然是最有名的。

优点: 功能完备、成熟稳定、社区生态圈庞大。

缺点: 某些作图场景性能不高,和Qt图形界面框架 融合的不太好。

  • PyQtGraph

PyQtGraph 是基于Qt 的纯Python 库。

优点: 大数据量的作图性能远高于 Matplotlib, 动态更新图的性能也比Matplotlib高。

并且和Qt图形界面框架完美融合,因为它就是基于Qt开发的。

缺点: 作图功能没有Matplotlib多,开发社区没有Matplotlib大。


那么,我们应该使用哪种方案呢?我的建议是:

如果你已经使用Qt开发图形界面程序了,并且作图功能是PyQtGraph支持的, 建议使用 PyQtGraph,因为它和Qt界面无缝结合。

否则 使用 Matplotlib。


本文先介绍 PyQtGraph 的使用示例。

PyQtGraph 安装

pip install pyqtgraph

官方案例

PyQtGraph 官方文档包含了很多示例代码,我们只需运行如下代码,即可查看这些demo和对应的代码

import pyqtgraph.examples
pyqtgraph.examples.run()

XY 轴曲线图 demo

下面是一个最常见的 根据x/y轴对应的值 作曲线图的例子

from pyqtgraph.Qt import QtGui, QtCore
import pyqtgraph as pg

# 创建 PlotWidget 对象
pw = pg.plot()

# 设置图表标题、颜色、字体大小
pw.setTitle("气温趋势",color='008080',size='12pt')

# 背景色改为白色
pw.setBackground('w')

# 显示表格线
pw.showGrid(x=True, y=True)

# 设置上下左右的label
# 第一个参数 只能是 'left', 'bottom', 'right', or 'top'
pw.setLabel("left", "气温(摄氏度)")
pw.setLabel("bottom", "时间")

# 设置Y轴 刻度 范围
pw.setYRange(min=-10,  # 最小值
             max=50)  # 最大值

# 创建 PlotDataItem ,缺省是曲线图
curve = pw.plot( pen=pg.mkPen('b')) # 线条颜色

hour = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
temperature = [30, 32, 34, 32, 33, 31, 29, 32, 35, 45]

curve.setData(hour, # x坐标
              temperature  # y坐标
              )

QtGui.QApplication.instance().exec_()

嵌入到Qt程序界面中

上面的例子,图表是在单独的程序中运行显示。

如果我们要把它 嵌入到我们的Qt程序界面 中,主要通过 pyqtgraph 内置的 PlotWidget 或者 GraphicsLayoutWidget 控件, 代码如下所示

from PySide2 import QtWidgets
import pyqtgraph as pg

class MainWindow(QtWidgets.QMainWindow):

    def __init__(self):
        super().__init__()

        self.setWindowTitle('pyqtgraph作图示例')

        # 创建 PlotWidget 对象
        self.pw = pg.PlotWidget()

        # 设置图表标题
        self.pw.setTitle("气温趋势",
                         color='008080',
                         size='12pt')

        # 设置上下左右的label
        self.pw.setLabel("left","气温(摄氏度)")
        self.pw.setLabel("bottom","时间")

        # 设置Y轴 刻度 范围
        self.pw.setYRange(min=-10, # 最小值
                          max=50)  # 最大值


        # 显示表格线
        self.pw.showGrid(x=True, y=True)

        # 背景色改为白色
        self.pw.setBackground('w')

        # 居中显示 PlotWidget
        self.setCentralWidget(self.pw)

        hour = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]
        temperature = [30,32,34,32,33,31,29,32,35,45]

        # hour 和 temperature 分别是 : x, y 轴上的值
        self.pw.plot(hour, 
                     temperature,
                     pen=pg.mkPen('b') # 线条颜色
                    )

if __name__ == '__main__':
    app = QtWidgets.QApplication()
    main = MainWindow()
    main.show()
    app.exec_()

实时更新图

要画动态的实时更新图,只需要在把变更的内容重新plot即可。

示例代码如下

from PySide2 import QtWidgets
from pyqtgraph.Qt import  QtCore
import pyqtgraph as pg
import sys
from random import randint

class MainWindow(QtWidgets.QMainWindow):

    def __init__(self):
        super().__init__()

        self.setWindowTitle('pyqtgraph作图')

        # 创建 PlotWidget 对象
        self.pw = pg.PlotWidget()

        # 设置图表标题
        self.pw.setTitle("气温趋势",
                         color='008080',
                         size='12pt')

        # 设置上下左右的label
        self.pw.setLabel("left","气温(摄氏度)")
        self.pw.setLabel("bottom","时间")

        # 设置Y轴 刻度 范围
        self.pw.setYRange(min=-10, # 最小值
                          max=50)  # 最大值

        # 显示表格线
        self.pw.showGrid(x=True, y=True)

        # 背景色改为白色
        self.pw.setBackground('w')

        # 设置Y轴 刻度 范围
        self.pw.setYRange(min=-10, # 最小值
                          max=50)  # 最大值

        # 居中显示 PlotWidget
        self.setCentralWidget(self.pw)

        # 实时显示应该获取 plotItem, 调用setData,
        # 这样只重新plot该曲线,性能更高
        self.curve = self.pw.getPlotItem().plot(
            pen=pg.mkPen('r', width=1)
        )

        self.i = 0
        self.x = [] # x轴的值
        self.y = [] # y轴的值

        # 启动定时器,每隔1秒通知刷新一次数据
        self.timer = QtCore.QTimer()
        self.timer.timeout.connect(self.updateData)
        self.timer.start(1000)

    def updateData(self):
        self.i += 1
        self.x.append(self.i)
        # 创建随机温度值
        self.y.append(randint(10,30))

        # plot data: x, y values
        self.curve.setData(self.x,self.y)

if __name__ == '__main__':
    app = QtWidgets.QApplication()
    main = MainWindow()
    main.show()
    app.exec_()

PyQtGraph图形可以作为一个 Qt的 widget控件,嵌入到 Qt 程序主窗口中。

我们可以在 Qt Designer 中把 PyQtGraph图形控件 作为第三方控件 加入。

比如,像下面这样:

image

在Qt Designer中加入第三方控件

通过 Qt Designer,我们可以预先把界面上的控件的位置大小设计好,然后动态加载。

但是 界面上摆放的都是 Qt内置的控件, 那么像 PyQtGraph 里面的 PlotWidget这种第三方控件怎么 放到 Qt Designer中呢? 我们的代码又怎么去获取到该控件对应的对象呢?


点击这里,边看视频讲解,边学习以下内容

根据上面的视频,产生的界面ui文件在下面的链接zip文件中

https://github.com/jcyrss/baiyueheiyu/raw/master/py/gui/stock-01.zip


如果你使用的是PySide2, 对应的代码如下,注意第14行 注册的作用

from PySide2.QtWidgets import QApplication
from PySide2.QtUiTools import QUiLoader
import pyqtgraph as pg

class Stock:

    def __init__(self):

        loader = QUiLoader()

        # pyside2 一定要 使用registerCustomWidget 
        # 来注册 ui文件中的第三方控件,这样加载的时候
        # loader才知道第三方控件对应的类,才能实例化对象
        loader.registerCustomWidget(pg.PlotWidget)
        self.ui = loader.load("main.ui")

        hour = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]
        temperature = [30,32,34,32,33,31,29,32,35,45]

        # 通过控件名称 historyPlot,找到Qt designer设计的 控件
        self.ui.historyPlot.plot(hour,temperature)

app = QApplication([])
stock = Stock()
stock.ui.show()
app.exec_()

如果使用 PyQt5,就更简单了, 无需注册,对应的代码如下

from PyQt5.QtWidgets import QApplication
from PyQt5 import QtWidgets, uic

class Stock:

    def __init__(self):

        # PyQt5 直接加载ui文件
        # 因为 第三方控件通过promote的定义
        # 已经可以知道 控件类所在模块的路径
        self.ui = uic.loadUi("main.ui")

        hour = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]
        temperature = [30,32,34,32,33,31,29,32,35,45]
        self.ui.historyPlot.plot(hour, temperature)

app = QApplication([])
stock = Stock()
stock.ui.show()
app.exec_()

轴刻度为字符串

上面的程序运行起来, X轴的刻度是 数字, 如果我们希望轴刻度是文字怎么做呢?

我们参考了这个网址的介绍: https://stackoverflow.com/questions/31775468/show-string-values-on-x-axis-in-pyqtgraph?lq=1

需要定义从数字到字符串的映射列表,参考如下代码

import pyqtgraph as pg

# 刻度表,注意是双层列表
xTick = [[(0, 'a'), (1, 'b'), (2, 'c'), (3, 'd'), (4, 'e'), (5, 'f')]]
x = [0,1,2,3,4,5]
y = [1, 2, 3, 4, 5, 6]

win = pg.GraphicsWindow()
stringaxis = pg.AxisItem(orientation='bottom')
stringaxis.setTicks(xTick)
plot = win.addPlot(axisItems={'bottom': stringaxis})
curve = plot.plot(x,y)

pg.QtGui.QApplication.exec_()

如果使用 PlotWidget,则要获取轴对象,参考代码如下

# self.ui.historyPlot 就是 PlotWidget对象
xax = self.ui.historyPlot.getAxis('bottom')
xax.setTicks(xTick)

获取鼠标所在处刻度值

有时候,我们的程序需要获取 鼠标在 pyqtgraph 图形上移动时,鼠标所在对应的数据是什么。

可以参考下面代码的作法

import pyqtgraph as pg
import PySide2

x = [1,2,3,4,5]
y = [1,2,3,4,5]

win = pg.GraphicsWindow()
plot = win.addPlot()
curve = plot.plot(x,y)

def mouseover(pos):
    act_pos = curve.mapFromScene(pos)
    if type(act_pos) != PySide2.QtCore.QPointF:
        return
    print(act_pos.x(),act_pos.y())
    # 有了 act_pos的坐标值,就可以根据该值处理一些信息
    # 比如状态栏展示 该处的 日期等

curve.scene().sigMouseMoved.connect(mouseover)

pg.QtGui.QApplication.exec_()

练习题

开发一个股票数据软件,题目要求见 视频说明 https://www.bilibili.com/video/BV1cJ411R7bP?p=14

VIP实战班学员联系老师获取参考代码。


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