動的に Matplotlib のチャートを利用する ～ PySide6

PySide (Qt for Python) は、Qt（キュート）の Python バインディングで、GUI などを構築するためのクロスプラットフォームなライブラリです。Linux/X11, macOS および Microsoft Windows をサポートしています。配布ライセンスは LGPL で公開されています。

Matplotlib のチャートを PySide6 に GUI に埋め込んで利用しています。リアルタイムに…、と言っても更新頻度は数秒に一回程度なのですが、データを取得して Matplotlib のチャートに反映させるときは、表示されているチャートを一旦消してから書き直しています。この程度の更新頻度であれば、チャートを書き直しても問題ありませんが、もっと更新頻度が高いときに、チャートを書き直さずにチャート上に新しいデータ点を追加する方法を確認しておきたくなりました。

下記の OS 環境で動作確認をしています。

	RHEL 9.4	x86_64
	Python	3.12.1
	PySide6	6.7.1
	matplotlib	3.9.0

次のサンプルは、タイマーで 50 ミリ秒毎にイベントを発生させて、タイムスタンプとその値で計算した正弦曲線 (Sin) を描画します（最大 1,000 点）。点と点を描画するだけでなく、点と点を直線で結びたかったので、前の点の座標を保持しておき、表示上は擬似的な正弦曲線に見えるようにしています。

qt_matplotlib_realtime.py

	import datetime
	import math
	import sys
	import pandas as pd
	from PySide6.QtCore import Qt, QTimer
	from PySide6.QtWidgets import (
	QApplication,
	QMainWindow,
	)
	from matplotlib.backends.backend_qtagg import FigureCanvasQTAgg as FigureCanvas
	from matplotlib.backends.backend_qtagg import NavigationToolbar2QT as NavigationToolbar
	from matplotlib.figure import Figure
	class RTChart(FigureCanvas):
	def __init__(self):
	self.fig = Figure()
	super().__init__(self.fig)
	self.ax = ax = self.fig.add_subplot(111)
	ax.set(title='Sample')
	ax.set_ylabel('Y')
	ax.grid(True)
	class Example(QMainWindow):
	def __init__(self):
	super().__init__()
	self.setWindowTitle('Real Time Sample')
	self.resize(600, 400)
	self.t0 = None
	self.y0 = None
	self.count = 0
	self.canvas = canvas = RTChart()
	self.setCentralWidget(canvas)
	toolbar = NavigationToolbar(canvas, self)
	self.addToolBar(Qt.ToolBarArea.BottomToolBarArea, toolbar)
	self.timer = timer = QTimer(self)
	timer.timeout.connect(self.update_data)
	timer.start(50)
	def update_data(self):
	if self.count > 1000:
	self.timer.stop()
	print('completed!')
	return
	t1 = datetime.datetime.now()
	y1 = math.sin(t1.timestamp())
	if self.t0 is not None:
	self.canvas.ax.plot(
	[self.t0, t1], [self.y0, y1], color='C1',
	linewidth=1, marker='o', markersize=2)
	self.canvas.fig.canvas.draw()
	self.t0 = t1
	self.y0 = y1
	self.count += 1
	def main():
	app = QApplication(sys.argv)
	ex = Example()
	ex.show()
	sys.exit(app.exec())
	if __name__ == '__main__':
	main()

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このサンプルを実行した例を示しました。x 軸の時刻表示については改善の余地があります。🙇🏻

qt_matplotlib_realtime.py の実行例

completed!

このサンプルでは、タイマーのイベントが発生する度にカウンタの値を増やし、1000 回になったところでタイマーを止めています。

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参考サイト

1. matplotlib.pyplot.plot — Matplotlib documentation
2. Embedding in Qt — Matplotlib documentation
3. QTimer - Qt for Python

 

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