Matplotlib 中文用户指南 1 简介

简介

原文：Introduction 译者：飞龙 协议：CC BY-NC-SA 4.0

Matplotlib 是一个用于在 Python 中绘制数组的 2D 图形库。虽然它起源于模仿 MATLAB®[1] 图形命令，但它独立于 MATLAB，可以以 Pythonic 和面向对象的方式使用。虽然 Matplotlib 主要是在纯 Python 中编写的，但它大量使用 NumPy 和其他扩展代码，即使对于大型数组也能提供良好的性能。

Matplotlib 的设计理念是，你应该能够使用几个，或者只有一个命令创建简单的图形。如果你想看到你的数据的直方图，你不需要实例化对象，调用方法，设置属性等等；它应该能够工作。

多年来，我常常使用 MATLAB 进行数据分析和可视化。 MATLAB 擅长绘制漂亮的图形。当我开始处理 EEG 数据时，我发现我需要编写应用程序来与我的数据交互，并在 MATLAB 中开发了一个 EEG 分析应用程序。随着应用程序越来越复杂，需要与数据库，http 服务器交互，并操作复杂的数据结构，我开始与 MATLAB 作为一种编程语言的限制而抗争，并决定迁移到 Python。 Python 作为一种编程语言，弥补了 MATLAB 的所有缺陷，但我很难找到一个 2D 绘图包（3D VTK 则超过了我的所有需求）。

当我去寻找一个 Python 绘图包时，我有几个要求：

• 绘图应该看起来不错 - 发布质量。 对我来说一个重要的要求是文本看起来不错（抗锯齿等）
• 用于包含 TeX 文档的 Postscript 输出
• 可嵌入图形用户界面用于应用程序开发
• 代码应该足够容易，我可以理解它，并扩展它
• 绘图应该很容易

没有找到适合我的包，我做了任何自称 Python 程序员会做的事情：撸起我的袖子开始自己造。我没有任何真正的计算机图形经验，决定模仿 MATLAB 的绘图功能，因为 MATLAB 做得很好。这有额外的优势，许多人有很多 MATLAB 的经验，因此，他们可以很快开始在 python 中绘图。从开发人员的角度来看，拥有固定的用户接口（pylab 接口）非常有用，因为代码库的内容可以重新设计，而不会影响用户代码。

Matplotlib 代码在概念上分为三个部分：pylab 接口是由matplotlib.pylab提供的函数集，允许用户使用非常类似于 MATLAB 图生成代码（Pyplot 教程）的代码创建绘图。 Matplotlib 前端或 Matplotlib API 是一组重要的类，创建和管理图形，文本，线条，图表等（艺术家教程）。这是一个对输出无所了解的抽象接口。后端是设备相关的绘图设备，也称为渲染器，将前端表示转换为打印件或显示设备（什么是后端？）。后端示例：PS 创建 PostScript® 打印件，SVG 创建可缩放矢量图形打印件，Agg 使用 Matplotlib 附带的高质量反颗粒几何库创建 PNG 输出，GTK 在 Gtk+ 应用程序中嵌入 Matplotlib，GTKAgg 使用反颗粒渲染器创建图形并将其嵌入到 Gtk+ 应用程序中，以及用于 PDF，WxWidgets，Tkinter 等。

Matplotlib 被很多人在许多不同的上下文中使用。有些人希望自动生成 PostScript 文件以发送给打印机或发布商。其他人在 Web 应用程序服务器上部署 Matplotlib 来生成 PNG 输出，并包含在动态生成的网页中。一些人在 Windows™ 上的 Tkinter 的 Python shell 中以交互方式使用 Matplotlib。我的主要用途是将 Matplotlib 嵌入 Windows，Linux 和 Macintosh OS X 上运行的 Gtk+ EEG 应用程序中。

[1] MATLAB 是 MathWorks 公司的注册商标。