Enabling 3D plots?

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評価

難易度
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1週間以上
初心者へのやさしさ
28/100
issue の種類
機能追加
明瞭さ
おおむね明確
活発さ
停滞
技術スタック
matplotlib, python
領域
data-visualization

調査の方向性

plotnine/ggplot.py、特に _build、_create_figure、_create_subplots から始め、次に plotnine/facets/layout.py と geom_point.draw_groups() を調査します。提案された拡張ポイントを、既存のファセット処理および座標処理と比較します。3D プロットとファセット処理をサポートする実装について合意できていること、またはネイティブな 3D サポートを対象外とする場合に明確な拡張経路があることを、完了の条件とします。

索引モデルが issue の本文から書いたものです。

説明

Discussion Extensions Gold

Could 3D plots be supported by plotnine, or if not, could the internals be slightly adjusted to enable easy extension to 3D plots? Currently with a simple hack it is possible to get a simple 3d plotnine plot:

from plotnine import scale_color_manual, scale_shape_manual, theme_minimal
from plotnine.data import mtcars

mtcars['transmission'] = mtcars['am'].replace({0: 'automatic', 1: 'manual'})
(
    ggplot_3d(mtcars)
    + aes(x='hp', y='disp', z='mpg', shape='transmission', color='transmission')
    + geom_point_3d()
    + theme_minimal()
    + scale_shape_manual(values={'automatic': 'o', 'manual': '*'})
    + scale_color_manual(values={'automatic': 'red', 'manual': 'blue'})
)

image

The hack is:

from plotnine import ggplot, geom_point
from plotnine.utils import to_rgba, SIZE_FACTOR


class ggplot_3d(ggplot):
    def _create_figure(self):
        figure = plt.figure()
        axs = [plt.axes(projection='3d')]
        figure._themeable = {}
        self.figure = figure
        self.axs = axs
        return figure, axs

    def _draw_labels(self):
        ax = self.axs[0]
        ax.set_xlabel(self.layout.xlabel(self.labels))
        ax.set_ylabel(self.layout.ylabel(self.labels))
        ax.set_zlabel(self.labels['z'])


class geom_point_3d(geom_point):
    REQUIRED_AES = {'x', 'y', 'z'}

    
    @staticmethod
    def draw_unit(data, panel_params, coord, ax, **params):
        size = ((data['size']+data['stroke'])**2)*np.pi
        stroke = data['stroke'] * SIZE_FACTOR
        color = to_rgba(data['color'], data['alpha'])

        if all(c is None for c in data['fill']):
            fill = color
        else:
            fill = to_rgba(data['fill'], data['alpha'])

        ax.scatter3D(
            data['x'],
            data['y'],
            data['z'],
            s=size,
            facecolor=fill,
            edgecolor=color,
            marker=data.loc[0, 'shape'],
        )

    @staticmethod
    def draw_group(data, panel_params, coord, ax, **params):
        data = coord.transform(data, panel_params)
        units = 'shape'
        for _, udata in data.groupby(units, dropna=False):
            udata.reset_index(inplace=True, drop=True)
            geom_point_3d.draw_unit(udata, panel_params, coord, ax, **params)

However, because it is bypassing self.facet.make_axes() call in _create_figure() it does not support faceting.

While I would prefer plotnine to just support 3D plots, I fully respect if this is not aligned with the vision of the project; in that case the following places could be reworked to simplify extending:

  • to allow extending geom_point easier, the geom_point.draw_groups() method could be a classmethod rather than a static method, and instead of using hard-coded geom_point it would use cls; presumably this would be also need for other geoms which can have 3d equivalents (line, area, etc).
  • to allow to add zlabel special handling in addition to xlabel and ylabel a new common method Layout.label(self, labels, axis) could replace Layout.xlabel(self, labels) and Layout.ylabel(self, labels) OR the hard-coded use of self.layout = Layout() in ggplot._build could be replaced with either a new method ggplot._init_layout() or a new class attribute layout_class = Layout could be added (and then the call would be replaced with self.layout = self.layout_class());
  • to allow for faceting support, the fig.add_subplot(gs[i - 1]) call in _create_subplots should allow to pass projection='3d' keyword argument; this could be conditional on layout having a projection attribute.

Of course there some more changes for full integration (e.g. fliping of coordinates would need to know around which axis), but I believe that very little changes would be needed to gain quite a lot in terms of usability.

主要言語
Python
スター
4.8k
フォーク
260
平均マージ
2日 12時間
マージ済み PR（30日）
4

環境構築

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