[matplotlib] Layout Managers: GridSpec and subplot2grid

Layout Managers: GridSpec and subplot2grid

Matplotlib에서 여러 graph에 해당하는 Axes 객체들을 하나의 Figure객체에 포함시킬 경우,

이들을 어떻게 배치할지를 정해줘야 한다.

 

plt.subplots 을 사용할 경우, 행과 열을 지정하지만 모두 같은 크기를 차지한다.
GridSpec과 Subplot2grid는 grid형태로 Axes객체들을 배치하지만, 이들의 크기가 각각 다르게 할 수 있다.

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배치의 자유도가 큰 순으로 나열하면,

1. GridSpec 이 가장 복잡한 형태의 layout을 가능하게 하나, 가장 설정이 귀찮고
2. plt.subplot2grid 가 중간 정도에 위치하고
3. plt.subplots가 가장 단순한 layout이 되지만, 가장 쓰기는 간단함.

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GridSpec

matplotlib.gridspec 모듈의 class GridSpec은

• figure를 그리드로 나누고,
• 다른 크기의 행과 열로 Axes 객체들을 배치한다.

다음 code는 GridSpec을 layout manager로 삼아 배치하는 방법을 보여줌.

from matplotlib.gridspec import GridSpec
import matplotlib.pyplot as pl

fig = plt.figure(figsize=(8,8))
lm = GridSpec(5,5)
axs = []
ax0 = fig.add_subplot(lm[0,0])
ax0.set_title('ax0')
axs.append(ax0)

ax1 = fig.add_subplot(lm[0,1:-1])
ax1.set_title('ax1')
axs.append(ax1)

ax2 = fig.add_subplot(lm[0,-1:])
ax2.set_title('ax2')
axs.append(ax2)

ax3 = fig.add_subplot(lm[1:,0])
ax3.set_title('ax3')
axs.append(ax3)

ax4 = fig.add_subplot(lm[1,1:3])
ax4.set_title('ax4')
axs.append(ax4)

ax5 = fig.add_subplot(lm[1:,3:])
ax5.set_title('ax5')
axs.append(ax5)

ax6 = fig.add_subplot(lm[2:,1:3])
ax6.set_title('ax6')
axs.append(ax6)

for c in axs:
    c.set_xticks([]); c.set_yticks([])

결과는 다음과 같음.

 

 

앞서의 경우, 동일한 크기의 셀로 나누고 이들 여러개를 차지하는 형태로 배치한 것이고
다음과 같이 width_ratio와 height_ratio를 이용하여 상대적인 차이를 가진 셀들로 구성할 수도 있음.

from matplotlib.gridspec import GridSpec
import matplotlib.pyplot as pl

widths  = [ 2, 3, 1]
heights = [ 2, 4 ]

fig = plt.figure(figsize=(7,7))

lm = GridSpec(2,3,
              width_ratios=widths,
              height_ratios=heights) 

# lm = fig.add_gridspec(
#      nrows=23
#      ncols=3,
#      width_ratios = widths,
#      height_ratios = heights,
# )

axs = []
for i in range(len(widths)* len(heights)):
    ax = fig.add_subplot(
        lm[i//len(widths), i % len(widths)]
    )
    ax.set_xticks([]); ax.set_yticks([])
    ax.set_title(f'ax{i}')
    axs.append(ax)

 

결과는 다음과 같음.

 

 

GridSpec 객체를 생성할 때, wspace 와 hspace를 주어 여백을 설정할 수도 있음 (일반적으로 0.05 같은 작은 값을 입력)

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plt.subplot2grid

matplotlib.pyplot 모듈(plt)의 subplot2grid는 여러 행과 열을 span하는 Axes 객체들을 배열할 수 있음.

HTML에서 table을 생성할 때와 비슷함.

plt.subplot2grid는 다음과 같은 paramers를 통해 Axes 객체를 생성하여 반환함.

• 1st positional parameter: tuple로 지정되며, figure의 전체 행과 열을 나타냄.
  (가장 작은 크기면서 같은 크기로 나눈 경우의 행과 열)
• 2nd positional parameter: tuple로 지정되며, 반환될 Axes 객체가 어디에 추가될지를 나타냄. 왼쪽 상단의 시작위치라고 생각하면 됨 (첫번째 파라메터로 지정된 같은 크기의 셀로 구성된 행과 열을 기반으로 지정)
• colspan: 반환될 Axes 객체가 차지할 열의 수를 지정.
• rowspan: 반환될 Axes 객체가 자지할 행의 수를 지정.

다음은 사용법을 간단히 살펴볼 수 있는 code snippet임.

import matplotlib.pyplot as plt

# 서브플롯 추가 (2행 3열 그리드)
ax0 = plt.subplot2grid((2, 3), (0, 0)) # 첫 번째 행, 첫 번째 열
ax1 = plt.subplot2grid((2, 3), (0, 1), colspan=2) # 첫 번째 행, 두 번째 열부터 2열 사용
ax2 = plt.subplot2grid((2, 3), (1, 0), colspan=2) # 두 번째 행, 첫 번째 열부터 2열 사용
ax3 = plt.subplot2grid((2, 3), (1, 2)) # 두 번째 행, 세 번째 열

# 각 서브플롯에 제목 설정
ax0.set_title('ax0')
ax0.set_xticks([]); ax0.set_yticks([])
ax1.set_title('ax1')
ax1.set_xticks([]); ax1.set_yticks([])
ax2.set_title('ax2')
ax2.set_xticks([]); ax2.set_yticks([])
ax3.set_title('ax3')
ax3.set_xticks([]); ax3.set_yticks([])

plt.tight_layout()
plt.show()

 

결과는 다음과 같음.

 

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2024.06.03 - [Python/matplotlib] - [matplotlib] Summary : 작성중

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