如何实时可视化渲染你的数据?| 州的先生

在之前介绍PyQtGraph的文章中,我们都是一次性的获取数据并将其绘制为图形。然而在很多场景中,我们都需要对实时的数据进行图形化展示。

比如:

  • 股票的实时行情
  • 仪器设备的实时状态等

这时候就需要对数据进行实时的更新和绘制。今天我们就来介绍一下在PyQtGraph中根据实时数据更新绘制图形。

今天的例子我们通过编写一个电脑CPU实时使用率助手来讲解。

一、通过Python获取实时的CPU信息

在Windows操作系统的电脑上,我们通过“任务管理器”可以很方便地查看到自己电脑CPU实时的使用情况,并且CPU的占用率还会通过一个实时的图形区域显示出来,如下图所示:

通过实时变化的CPU利用率图形,我们可以清晰地看到CPU使用情况的变化。在Python中,我们也能很方便的获取到计算机CPU的实时使用率。

# coding:utf-8# @文件: 1.py# @创建者:州的先生# #日期:2019/5/12# 博客地址:https://zmister.comimport psutilcpu = "CPU:%0.2f" % psutil.cpu_percent(interval=1) + "%"print(cpu)

通过运行上述代码,我们就能获取到此时电脑CPU的使用率。通过将其改进一下,加入循环和时间间隔,我们就可以持续获得当前电脑CPU的使用率,如下代码所示:

# coding:utf-8# @文件: 1.py# @创建者:州的先生# #日期:2019/5/12# 博客地址:zmister.comimport psutilimport timedef get_cpu_info():    cpu = "CPU:%0.2f" % psutil.cpu_percent(interval=1) + "%"    return cpudef main():    while True:        info = get_cpu_info()        print(info)        time.sleep(1)if __name__ == "__main__":    main()

运行上述代码,我们将每隔1秒获取到实时的CPU使用率数据,这将是我们图形界面程序的数据来源。

二、使用PyQt5创建一个图形界面

有了数据来源之后,我们来创建一个图形界面,这个图形界面由一个Widget包裹着一个Plotwidget,图形界面的核心就是一个ptqtgraph的图形部件。其代码如下所示:

# coding:utf-8# @文件: 1.py# @创建者:州的先生# #日期:2019/5/12# 博客地址:zmister.comfrom PyQt5 import QtWidgets,QtCore,QtGuiimport tushare as tsimport pyqtgraph as pgimport sysimport datetimeimport tracebackimport numpy as npclass MainUi(QtWidgets.QMainWindow):    def __init__(self):        super().__init__()        self.setWindowTitle("CPU使用率监控 - 州的先生https://zmister.com")        self.main_widget = QtWidgets.QWidget()  # 创建一个主部件        self.main_layout = QtWidgets.QGridLayout()  # 创建一个网格布局        self.main_widget.setLayout(self.main_layout)  # 设置主部件的布局为网格        self.setCentralWidget(self.main_widget)  # 设置窗口默认部件        self.plot_widget = QtWidgets.QWidget()  # 实例化一个widget部件作为K线图部件        self.plot_layout = QtWidgets.QGridLayout()  # 实例化一个网格布局层        self.plot_widget.setLayout(self.plot_layout)  # 设置线图部件的布局层        self.plot_plt = pg.PlotWidget()  # 实例化一个绘图部件        self.plot_plt.showGrid(x=True,y=True) # 显示图形网格        self.plot_layout.addWidget(self.plot_plt)  # 添加绘图部件到线图部件的网格布局层        # 将上述部件添加到布局层中        self.main_layout.addWidget(self.plot_widget, 1, 0, 3, 3)        self.setCentralWidget(self.main_widget)def main():    app = QtWidgets.QApplication(sys.argv)    gui = MainUi()    gui.show()    sys.exit(app.exec_())if __name__ == '__main__':    main()

运行上述代码,我们将会得到一个如下图所示的图形界面:

我们的CPU使用率数据将会通过图形界面中间的画布部件显示出来。

三、在PyQtGraph中实时显示CPU数据

创建好了基础的图形界面之后,我们就可以实时获取电脑CPU的使用率然后将其绘制在图形界面上了。

在之前的文章中,我们知道pyqtgraph的绘图数据主要是通过setData()这个方法来转化为图形。我们可以设置一个定时器,每隔一个时间重新调用setData()方法对图形数据进行设置,就能够实现实时的数据可视化呈现。下面我们通过代码演示一下:

from PyQt5 import QtWidgets,QtCore,QtGuiimport pyqtgraph as pgimport sysimport tracebackimport psutilclass MainUi(QtWidgets.QMainWindow):    def __init__(self):        super().__init__()        self.setWindowTitle("CPU使用率监控 - 州的先生https://zmister.com")        self.main_widget = QtWidgets.QWidget()  # 创建一个主部件        self.main_layout = QtWidgets.QGridLayout()  # 创建一个网格布局        self.main_widget.setLayout(self.main_layout)  # 设置主部件的布局为网格        self.setCentralWidget(self.main_widget)  # 设置窗口默认部件        self.plot_widget = QtWidgets.QWidget()  # 实例化一个widget部件作为K线图部件        self.plot_layout = QtWidgets.QGridLayout()  # 实例化一个网格布局层        self.plot_widget.setLayout(self.plot_layout)  # 设置K线图部件的布局层        self.plot_plt = pg.PlotWidget()  # 实例化一个绘图部件        self.plot_plt.showGrid(x=True,y=True) # 显示图形网格        self.plot_layout.addWidget(self.plot_plt)  # 添加绘图部件到K线图部件的网格布局层        # 将上述部件添加到布局层中        self.main_layout.addWidget(self.plot_widget, 1, 0, 3, 3)        self.setCentralWidget(self.main_widget)        self.plot_plt.setYRange(max=100,min=0)        self.data_list = []        self.timer_start()    # 启动定时器 时间间隔秒    def timer_start(self):        self.timer = QtCore.QTimer(self)        self.timer.timeout.connect(self.get_cpu_info)        self.timer.start(1000)    # 获取CPU使用率    def get_cpu_info(self):        try:            cpu = "%0.2f" % psutil.cpu_percent(interval=1)            self.data_list.append(float(cpu))            print(float(cpu))            self.plot_plt.plot().setData(self.data_list,pen='g')        except Exception as e:            print(traceback.print_exc())def main():    app = QtWidgets.QApplication(sys.argv)    gui = MainUi()    gui.show()    sys.exit(app.exec_())if __name__ == '__main__':    main()

在上述代码中,我们定义了一个1秒钟的计时器,然后定义了一个数据列表data_list,获取到的cpu使用率都将添加到这个列表中,然后作为图形数据传递给pyqtgraph。

运行上述代码,我们可以得到如下动图所示的实时更新图形界面,每一秒获取到的CPU使用率数据都实时绘制为了线条:

由于所有的操作都是在主线程上进行的,会导致图形界面有些许的卡顿,更加理想的做法是创建一个子线程来生成和绘制图形,在此就不作额外的演示了,大家可以自己尝试一下。

原文发布于微信公众号 - 州的先生(zmister2016)

原文发表时间:2019-05-13

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