Python中的 matplotlib.lines.VertexSelector类

在Matplotlib中，VertexSelector类允许我们为一个多边形添加一些交互性。该类是基于事件驱动的，可以让用户选择或编辑多边形的顶点。用户可以通过拖动鼠标来改变多边形的形状。通过VertexSelector类，我们可以轻松地将交互性添加到我们的绘图中。

使用方法

VertexSelector是从matplotlib.widget模块中引入的。我们需要将一个多边形的Path对象和相应的Axes对象传递给它。下面是一个使用VertexSelector的例子：

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.lines import Line2D
from matplotlib.artist import Artist
from matplotlib.path import Path
from matplotlib.widgets import Button, LassoSelector, PolygonSelector, RectangleSelector, SpanSelector, Cursor, MultiCursor, TextBox, CheckButtons, RadioButtons, Slider, Rectangle
from matplotlib.lines import Line2D
from matplotlib.patches import Rectangle
from matplotlib.collections import PathCollection, LineCollection, PatchCollection
from matplotlib.colors import Normalize
from matplotlib.transforms import Bbox
from matplotlib.backend_bases import MouseEvent, KeyEvent
from matplotlib.figure import Figure
import numpy as np

class VertexSelector:
    def __init__(self, ax, path):
        self.ax = ax
        self.path = path
        self.path_collection = None
        self.vertices = None
        self.selected_indices = []
        self.current_index = None

        self.connect()

    def connect(self):
        self.ax.figure.canvas.mpl_connect('button_press_event', self.on_mouse_click)
        self.ax.figure.canvas.mpl_connect('motion_notify_event', self.on_mouse_move)
        self.ax.figure.canvas.mpl_connect('button_release_event', self.on_mouse_release)

    def on_mouse_click(self, event):
        if event.inaxes != self.ax:
            return

        if event.dblclick:
            if self.current_index is not None:
                self.toggle_index(self.current_index)
        else:
            dists = np.sum((self.vertices - event.moupose)**2, axis=1)
            index = np.argmin(dists)

            if dists[index] < 10:
                self.current_index = index
            else:
                self.current_index = None

    def on_mouse_move(self, event):
        if event.inaxes != self.ax:
            return

        if self.current_index is None:
            return

        self.vertices[self.current_index] = event.moupose
        self.update_collection()

    def on_mouse_release(self, event):
        self.current_index = None

    def toggle_index(self, index):
        if index in self.selected_indices:
            self.selected_indices.remove(index)
        else:
            self.selected_indices.append(index)

        self.update_collection()

    def update_collection(self):
        if self.path_collection is not None:
            self.path_collection.remove()

        self.path_collection = PathCollection(
            [self.path],
            edgecolors=['green'],
            facecolors=['none'],
            linewidths=[2],
            transforms=[self.ax.transData])

        if len(self.selected_indices) > 0:
            self.path_collection.set_offsets(self.vertices[self.selected_indices])
            self.path_collection.set_linewidths([4])
            self.path_collection.set_edgecolors(['red'])

        self.ax.add_collection(self.path_collection)

    def finalize(self):
        self.ax.figure.canvas.mpl_disconnect(self.cid)

在这个例子中，我们创建了一个名为VertexSelector的类，并使用__init__()函数初始化了一些属性。然后，我们定义了一个connect()方法，该方法将事件连接到回调函数中。我们可以看到，我们正在连接到了button_press_event，motion_notify_event和button_release_event事件。

然后，我们定义了三个回调方法on_mouse_click()、on_mouse_move()和on_mouse_release()，这些方法响应用户鼠标的按下、移动和释放事件。

在on_mouse_click()方法中，我们首先检查是否在坐标轴上单击鼠标。如果是，我们计算了鼠标位置与多边形顶点之间的欧氏距离，以找到顶点。然后，我们检查找到的最近顶点是否足够接近，如果是，我们将当前选中的current_index更新为该顶点的索引。如果不是，我们将current_index设为None。

在on_mouse_move()方法中，我们测试当前是否有一个被选中的顶点。如果有，我们更新该顶点的位置，并更新图形。

在on_mouse_release()方法中，我们将当前的current_index重置为None。

toggle_index()方法用于添加和删除选择的顶点。当用户双击一个已选择的顶点时，我们会删除它。否则，我们将它添加到已选择的顶点列表中。

最后，我们定义了一个update_collection()方法，用于更新顶点和已选择的顶点的可视化表示。

结论

这就是VertexSelector类的一个简单实现。如果您需要在绘图中添加多边形顶点交互，这个类将非常有用。我希望这篇文章对您有所帮助！