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PyQt Lab’ : Graphiques Math : Pyqtgraph : Créer un graphique Pyqtgraph avec une « timeline » interactive.

PyQt Lab est un outil puissant qui permet aux utilisateurs de créer des graphiques mathématiques interactifs. Pyqtgraph est un module Python qui offre une variété de fonctionnalités pour créer des graphiques et des visualisations. Dans cet article, nous allons vous montrer comment créer un graphique Pyqtgraph avec une timeline interactive. Nous allons vous guider pas à pas à travers le processus de création et vous expliquer comment utiliser les fonctionnalités de Pyqtgraph pour créer un graphique interactif et intuitif.

PyQt Lab’ : Graphiques Math : Pyqtgraph : Créer un graphique Pyqtgraph avec une « timeline » interactive.

Par X. HINAULT – Juin 2013

PyQt Lab’ : Graphiques Math : Pyqtgraph : Créer un graphique Pyqtgraph avec une « timeline » interactive.

Ce que l’on va faire ici

  • Je montre dans ce code comment créer un graphique pyqtgraph avec une « timeline » interactive permettant de zoomer, parcourir, etc… une série de valeurs.

Pré-requis

  • python 2.7
  • pyqt4.x
  • pyqtgraph

Le fichier d’interface *.ui

<?xml version=« 1.0 » encoding=« UTF-8 »?>
<ui version=« 4.0 »>
 <class>Form</class>
 <widget class=« QWidget » name=« Form »>
  <property name=« geometry »>
   <rect>
    <x>0</x>
    <y>0</y>
    <width>495</width>
    <height>472</height>
   </rect>
  </property>
  <property name=« windowTitle »>
   <string>PyQt + pyqtgraph : Affichage courbe, point courant et timeline</string>
  </property>
  <widget class=« PlotWidget » name=« graph1 »>
   <property name=« geometry »>
    <rect>
     <x>5</x>
     <y>10</y>
     <width>480</width>
     <height>240</height>
    </rect>
   </property>
  </widget>
  <widget class=« QLabel » name=« labelX1 »>
   <property name=« geometry »>
    <rect>
     <x>5</x>
     <y>255</y>
     <width>71</width>
     <height>16</height>
    </rect>
   </property>
   <property name=« text »>
    <string>X=</string>
   </property>
  </widget>
  <widget class=« QLabel » name=« labelY1 »>
   <property name=« geometry »>
    <rect>
     <x>80</x>
     <y>255</y>
     <width>231</width>
     <height>16</height>
    </rect>
   </property>
   <property name=« text »>
    <string>Y=</string>
   </property>
  </widget>
  <widget class=« PlotWidget » name=« graph2 »>
   <property name=« geometry »>
    <rect>
     <x>5</x>
     <y>275</y>
     <width>480</width>
     <height>160</height>
    </rect>
   </property>
  </widget>
  <widget class=« QLabel » name=« labelY2 »>
   <property name=« geometry »>
    <rect>
     <x>80</x>
     <y>440</y>
     <width>231</width>
     <height>16</height>
    </rect>
   </property>
   <property name=« text »>
    <string>Y=</string>
   </property>
  </widget>
  <widget class=« QLabel » name=« labelX2 »>
   <property name=« geometry »>
    <rect>
     <x>5</x>
     <y>440</y>
     <width>71</width>
     <height>16</height>
    </rect>
   </property>
   <property name=« text »>
    <string>X=</string>
   </property>
  </widget>
 </widget>
 <customwidgets>
  <customwidget>
   <class>PlotWidget</class>
   <extends>QGraphicsView</extends>
   <header>pyqtgraph</header>
  </customwidget>
 </customwidgets>
 <resources/>
 <connections/>
</ui>

 

Le fichier d’interface *.py

  • Fichier obtenu automatiquement avec l’utilitaire pyuic4 à partir du fichier *.ui créé avec QtDesigner :
# -*- coding: utf-8 -*-

# Form implementation generated from reading ui file
#
# Created: Mon May 27 15:38:31 2013
#      by: PyQt4 UI code generator 4.9.1
#
# WARNING! All changes made in this file will be lost!

from PyQt4 import QtCore, QtGui

try:
    _fromUtf8 = QtCore.QString.fromUtf8
except AttributeError:
    _fromUtf8 = lambda s: s

class Ui_Form(object):
    def setupUi(self, Form):
        Form.setObjectName(_fromUtf8(« Form »))
        Form.resize(495, 472)
        self.graph1 = PlotWidget(Form)
        self.graph1.setGeometry(QtCore.QRect(5, 10, 480, 240))
        self.graph1.setObjectName(_fromUtf8(« graph1 »))
        self.labelX1 = QtGui.QLabel(Form)
        self.labelX1.setGeometry(QtCore.QRect(5, 255, 71, 16))
        self.labelX1.setObjectName(_fromUtf8(« labelX1 »))
        self.labelY1 = QtGui.QLabel(Form)
        self.labelY1.setGeometry(QtCore.QRect(80, 255, 231, 16))
        self.labelY1.setObjectName(_fromUtf8(« labelY1 »))
        self.graph2 = PlotWidget(Form)
        self.graph2.setGeometry(QtCore.QRect(5, 275, 480, 160))
        self.graph2.setObjectName(_fromUtf8(« graph2 »))
        self.labelY2 = QtGui.QLabel(Form)
        self.labelY2.setGeometry(QtCore.QRect(80, 440, 231, 16))
        self.labelY2.setObjectName(_fromUtf8(« labelY2 »))
        self.labelX2 = QtGui.QLabel(Form)
        self.labelX2.setGeometry(QtCore.QRect(5, 440, 71, 16))
        self.labelX2.setObjectName(_fromUtf8(« labelX2 »))

        self.retranslateUi(Form)
        QtCore.QMetaObject.connectSlotsByName(Form)

    def retranslateUi(self, Form):
        Form.setWindowTitle(QtGui.QApplication.translate(« Form », « PyQt + pyqtgraph : Affichage courbe, point courant et timeline », None, QtGui.QApplication.UnicodeUTF8))
        self.labelX1.setText(QtGui.QApplication.translate(« Form », « X= », None, QtGui.QApplication.UnicodeUTF8))
        self.labelY1.setText(QtGui.QApplication.translate(« Form », « Y= », None, QtGui.QApplication.UnicodeUTF8))
        self.labelY2.setText(QtGui.QApplication.translate(« Form », « Y= », None, QtGui.QApplication.UnicodeUTF8))
        self.labelX2.setText(QtGui.QApplication.translate(« Form », « X= », None, QtGui.QApplication.UnicodeUTF8))

from pyqtgraph import PlotWidget

if __name__ == « __main__ »:
    import sys
    app = QtGui.QApplication(sys.argv)
    Form = QtGui.QWidget()
    ui = Ui_Form()
    ui.setupUi(Form)
    Form.show()
    sys.exit(app.exec_())

 

Le fichier d’application *Main.py

#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-

# Par X. HINAULT – Tous droits réservés – GPLv3
# Mai 2013 – www.mon-club-elec.fr

# — importation des modules utiles —
from PyQt4.QtGui import *
from PyQt4.QtCore import * # inclut Qtimer..

import os,sys

import pyqtgraph as pg # pour accès à certaines constantes pyqtgraph, widget, etc…
# pas indispensable sinon car pyqtgraph est inclut par la déclaration dans QtDesigner de PlotWidget

import numpy as np # math et tableaux
import scipy.ndimage as ndi # fonctions utiles

# — importation du fichier de description GUI —
from tuto_pyqt_pyqtgraph_courbe_timeline import *

#– variables globales
resolution=1.0 # intervalle entre 2 valeur x
nombreValeurs=5000 # nombre de valeurs à utiliser

# classe principale contenant le code actif
class myApp(QWidget, Ui_Form): # la classe reçoit le Qwidget principal ET la classe définie dans test.py obtenu avec pyuic4

        # Note : ici self représente la classe

        def __init__(self, parent=None):
                QWidget.__init__(self) # initialise le Qwidget principal
                self.setupUi(parent) # Obligatoire

                #– variables utiles —

                #– connexion des signaux des widgets —

                # —— code actif initial ——             

                #– initialise le graphique 1 = la section zoomée —
                # l’objet self.graph1 correspond au plotWidget créé dans QtDesigner

                # aspect fond /axes
                #self.graph.hideAxis(‘left’) # masque axes – ‘left’, ‘bottom’, ‘right’, or ‘top’               
                self.graph1.setBackgroundBrush(QBrush(QColor(Qt.white))) # la classe PlotWidget est un GraphicsWidget qui est un QGraphics View
                self.graph1.showGrid(x=True, y=True)  # affiche la grille

                # adaptation échelle axes
                # autoscale par défaut
                #self.graph1.enableAutoRange(axis=pg.ViewBox.YAxis, enable=False) # fonction plotItem : désactive autoscale Y
                #self.graph1.setYRange(-9,9) # fonction plotItem : fixe échelle des Y

                # interactivité
                #self.graph.setInteractive(False) # fonction QGraphics View : pour inactiver interaction souris
                self.graph1.getViewBox().setMouseMode(pg.ViewBox.RectMode)  # fonction ViewBox pas accessible depuis PlotWidget : fixe selection par zone
                self.graph1.setMouseEnabled(x=False, y=True) # désactive interactivité axe X

                #– initialise le graphique 2 = la timeline des données

                # paramétrage de la zone de sélection linéaire
                self.region = pg.LinearRegionItem() # crée un objet de sélection linéaire pour courbe
                self.region.setZValue(10) # place l’élément graphique au premier plan – fonction QGraphicsItem
                self.region.setRegion([1000, 2000]) # fixe la position actuelle de la zone de sélection
                self.region.setBounds([0,nombreValeurs]) # fixe les limites min/max utilisables pour la zone de sélection

                self.graph2.addItem(self.region) # ajoute la zone de sélection linéaire au graphique

                # interactivité du graph 2
                self.graph2.setMouseEnabled(x=False, y=True) # désactive interactivité axe X

                # interactivité région de sélection
                self.region.sigRegionChanged.connect(self.regionChanged) # Connexion signal Region Changed avec fonction voulue

                #– initialise données —
                #self.x = np.arange(0.0, 361.0, 1.0/resolution) # crée un vecteur de n valeurs à intervalle régulier pour les x
                #print(self.x) # debug – affiche les valeurs x

                #– calcul des y : courbe y=sin(x)
                #self.y=10*np.sin(np.radians(self.x))# crée un tableau de valeur y basé sur x
                #print(self.y) # debug – affiche les valeurs y

                # crée une série de valeurs aléatoires
                self.x = np.arange(0.0, nombreValeurs, 1) # crée un vecteur de n valeurs à intervalle régulier pour les x
                self.y=10000 + 15000 * ndi.gaussian_filter(np.random.random(size=nombreValeurs), 10) + 3000 * np.random.random(size=nombreValeurs)

                #– affichage de la courbe —
                self.courbe=self.graph1.plot(self.x,self.y, pen=(0,0,255)) # avec couleur
                self.graph1.setXRange(1000, 2000, padding=0) # met à jour l’axe X du graphique d’affichage zone sélectionnée  – fonction ViewBox        
                # initial = idem region        

                self.courbe=self.graph2.plot(self.x,self.y, pen=(0,0,255)) # avec couleur

                # — ajout d’une légende
                #self.label = pg.LabelItem()
                #self.graph.addItem(self.label)

                #– point de sélection du graph 1 —
                self.pointSelect=np.array([[0,0]]) # tableau de 1 point
                self.courbe2=self.graph1.plot(self.pointSelect[:,0],self.pointSelect[:,1],pen=(0,0,255),symbolBrush=(255,0,0),symbolPen=‘r’) # avac paramétrage symboles (parmi o, s, t, d, +) etc..
                # NB : les x : pointSelect[:,0], les y : pointSelect[:,1]

                #– lignes sélection du graph 1 —
                self.vLine = pg.InfiniteLine(angle=90, movable=False) # crée une ligne inifinie
                self.vLine.setPen(pg.mkPen(0,0,0)) # couleur de la ligne
                self.graph1.addItem(self.vLine, ignoreBounds=True) # ajoute la ligne au graphique – fonction ViewBox accessible depuis PlotItem

                self.hLine = pg.InfiniteLine(angle=0, movable=False) # crée une ligne inifinie
                self.hLine.setPen(pg.mkPen(0,0,0)) # couleur de la ligne
                self.graph1.addItem(self.hLine, ignoreBounds=True) # ajoute la ligne au graphique – fonction ViewBox accessible depuis PlotItem

                self.vb=self.graph1.getViewBox() # récupère l’objet viewbox du graphique pour accès aux fonctions utiles
                print self.vb

                # connexion signal mouvement de la souris  – graph 1
                #proxy = pg.SignalProxy(self.graph.scene().sigMouseMoved, rateLimit=60, slot=self.mouseMoved) # proxy implémente objet commun de gestion des signaux
                self.graph1.scene().sigMouseMoved.connect(self.mouseMovedGraph1) # connecte le signal souris bouge à la fonction voulue

                self.graph1.scene().sigMouseClicked.connect(self.mouseClicked) # connecte le signal souris bouge à la fonction voulue

                self.graph1.sigRangeChanged.connect(self.rangeChanged) # connexion signal RangeChanged – si on veut modif graph zoom entraîne modif graph entier

        # fonction signal région sélectionnée modifiée
        def regionChanged(self):
                self.region.setZValue(10) # replace region au premier plan
                minX, maxX = self.region.getRegion() # récupère les bornes actuelles de la sélection
                self.graph1.setXRange(minX, maxX, padding=0) # met à jour l’axe X du graphique d’affichage zone sélectionnée  – fonction ViewBox        

        #– fonction pour mise à jour région sélection sur modif graphique zoom
        def rangeChanged(self, window, viewRange):
                rgn = viewRange[0]
                self.region.setRegion(rgn)     

        # fonction de gestion des mouvements souris – fonction appelée à partir pg.SignalProxy
        #def mouseMoved(self, evt):
        def mouseMovedGraph1(self, pos): # si connexion directe du signa « mouseMoved » : la fonction reçoit le point courant
                print (« Mouse moved »)
                #pos = evt[0]  ## using signal proxy turns original arguments into a tuple
                print pos

                #pos=evt.pos()
                if self.graph1.sceneBoundingRect().contains(pos):
                        mousePoint = self.vb.mapSceneToView(pos) # récupère le point souris à partir ViewBox
                        index = int(mousePoint.x()*resolution) # en fonction de l’intervalle arange x

                        #– mise à jour position point courant courbe
                        if index > 0 and index < len(self.x)1: # si on est entre 0 et taille de X
                                pointSelect=np.array([[mousePoint.x(),self.y[index+1]]]) # tableau de 1 point = le point courant
                                #pointSelect=np.array([[mousePoint.x(),mousePoint.y()]]) # tableau de 1 point = le point courant
                                self.courbe2.setData(pointSelect[:,0],pointSelect[:,1]) # met à jour le point courant
                                #self.label.setText(« <span style= »font-size: 10pt »>x=%0.1f,   <span style= »color: red »>y1=%0.1f</span> » % (mousePoint.x(), self.y[index+1]))

                                self.labelX1.setText(« X = « +str(int(mousePoint.x())))
                                self.labelY1.setText(« Y = « + str(self.y[index+1]))

                                #– met à jour position des lignes —
                                self.vLine.setPos(mousePoint.x())
                                #self.hLine.setPos(mousePoint.y())
                                self.hLine.setPos(self.y[index+1]) # point sur la courbe

        def mouseClicked(self, evt): # si connexion directe du signa « mouseMoved » : la fonction reçoit le point courant
                print (« Mouse clicked »)

                # ici gestion du clic souris
                print evt

        #— les fonctions appelées, utilisées par les signaux

        #— autres fonctions actives
        # …

# fonction principale exécutant l’application Qt                       
def main(args):
        a=QApplication(args) # crée l’objet application
        f=QWidget() # crée le QWidget racine
        c=myApp(f) # appelle la classe contenant le code de l’application
        f.show() # affiche la fenêtre QWidget
        r=a.exec_() # lance l’exécution de l’application
        return r

# pour rendre le fichier *.py exécutable
if __name__==« __main__ »: # pour rendre le code exécutable
        main(sys.argv) # appelle la fonction main

 

Utilisation

  • Les 2 fichiers suivants sont à enregistrer dans un même répertoire, l’un en nom.py et l’autre en nomMain.py.
  • Puis lancer l’application depuis Geany ou équivalent, en exécutant le fichier nomMain.py
  • Dans le graphique du haut s’affiche la zone de sélection du graphique du bas (= la « timeline »)
  • Il est possible de déplacer, modifier la zone de sélection : le graphique du haut e modifie en conséquence.
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