有没有一种使用matplotlib绘制指定宽度和高度的文本的方法？

Question

有没有一种使用matplotlib绘制指定宽度和高度的文本的方法？

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我想使用matplotlib为我的工作创建一个序列标志。

序列标志类似于this，如https://en.wikipedia.org/wiki/Sequence_logo所示。每个字符具有特定的高度。我想使用matplotlib制作这个标志。

如何更改字体的纵横比？我尝试使用来自matplotlib.transform的Affine2D，但它没有起作用。

ax.text(1,1,"A").set_transform(matplotlib.transforms.Affine2D().scale(0.5,1))

有没有简单的解决方法？

- Iwano Natsuki

你可以这样做 ax.text(1,1,"A", fontsize = 20).....，但这是不改变宽高比的。你想让宽高比不是默认值吗？ - Arty

顺便问一下，你用 Affine2D 做的那个有什么问题吗？它根本不起作用？还是写这样的代码行太长了？或者它可以工作但不是非常精确？另外，如果 .set_transform 不起作用，您也可以将变换对象作为参数传递 ax.text(1,1,"A", transform = .....Affine2D....)。 - Arty

抱歉我之前的描述不够清晰。因为我是第一次使用这个服务，所以无法上传图片。是的，我想要改变宽高比以满足制作序列标志的要求。在观看了这个页面之后，我认为通过应用Affine2D().scale(0.5,1)也可以对文本起作用，但结果是文本粘在了图像的左下角。 - Iwano Natsuki

我已经实现了自己的解决方案来完成你的任务请参见我的答案，如果有什么问题，请告诉我！ - Arty

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Arty · Accepted Answer

我尝试了不同的方法来拉伸Matplotlib中文本的宽度，但没有成功。可能他们还没有正确实现拉伸，我甚至在文档中看到了这样的通知，比如对于一个字体拉伸函数，此功能尚未实现！。

因此，我决定编写自己的辅助函数来完成此任务。它使用PIL模块的绘图函数，您必须安装下面的模块： python -m pip install pillow numpy matplotlib。

请注意，我的辅助函数text_draw_mpl（...）接受以您的绘图单位表示的x、y偏移量和宽度、高度，例如，如果您的绘图范围从0到1，则必须在函数中使用值如0.1、0.2、0.3、0.4。

我的另一个辅助函数text_draw_np（...）是低级别函数，您可能永远不会直接使用它，它使用以像素表示的宽度和高度，并在输出上产生形状为（height，width，3）（3个RGB颜色）的RGB数组。

在我的函数中，您可以将背景颜色（bg参数）和前景颜色（color参数）都作为字符串颜色名称（如'magenta'或'blue'）和RGB元组（例如(0, 255, 0)表示绿色）传递。如果未提供前景色，则默认为黑色，背景色为白色。

请注意，我的函数支持remove_gaps参数。如果它是True，则绘制的文本图片的所有边缘都将删除空格；如果它是False，则保留空格。空格是由字形在字体文件内部绘制的方式引入的，例如小写字母m在顶部有更多的空间，大写字母T在顶部的空间较少。字体具有这些空间，以便整个文本具有相同的高度，并且两行文本之间有一定的间隙而不会合并。

另外请注意，我提供了默认的Windows Arial字体路径c:/windows/fonts/arial.ttf，如果您使用Linux或者想要其他字体，只需从互联网上下载任何免费的Unicode TrueType (.ttf)字体（例如从这里），并将该字体放在脚本附近，并修改下面我的代码中的路径。此外，PIL模块支持其他格式，如其文档所述支持：TrueType和OpenType字体（以及FreeType库支持的其他字体格式）。

在线试用！

def text_draw_np(text, width, height, *, font = 'c:/windows/fonts/arial.ttf', bg = (255, 255, 255), color = (0, 0, 0), remove_gaps = False, cache = {}):
    import math, numpy as np, PIL.Image, PIL.ImageDraw, PIL.ImageFont, PIL.ImageColor
    def get_font(fname, size):
        key = ('font', fname, size)
        if key not in cache:
            cache[key] = PIL.ImageFont.truetype(fname, size = size, encoding = 'unic')
        return cache[key]
    width, height = math.ceil(width), math.ceil(height)
    pil_font = get_font(font, 24)
    text_width, text_height = pil_font.getsize(text)
    pil_font = get_font(font, math.ceil(1.2 * 24 * max(width / text_width, height / text_height)))
    text_width, text_height = pil_font.getsize(text)
    canvas = PIL.Image.new('RGB', (text_width, text_height), bg)
    draw = PIL.ImageDraw.Draw(canvas)
    draw.text((0, 0), text, font = pil_font, fill = color)
    if remove_gaps:
        a = np.asarray(canvas)
        bg_rgb = PIL.ImageColor.getrgb(bg)
        b = np.zeros_like(a)
        b[:, :, 0] = bg_rgb[0]; b[:, :, 1] = bg_rgb[1]; b[:, :, 2] = bg_rgb[2]
        t0 = np.any((a != b).reshape(a.shape[0], -1), axis = -1)
        top, bot = np.flatnonzero(t0)[0], np.flatnonzero(t0)[-1]
        t0 = np.any((a != b).transpose(1, 0, 2).reshape(a.shape[1], -1), axis = -1)
        lef, rig = np.flatnonzero(t0)[0], np.flatnonzero(t0)[-1]
        a = a[top : bot, lef : rig]
        canvas = PIL.Image.fromarray(a)
    canvas = canvas.resize((width, height), PIL.Image.LANCZOS)
    return np.asarray(canvas)
    
def text_draw_mpl(fig, ax, text, offset_x, offset_y, width, height, **nargs):
    axbb = ax.get_window_extent().transformed(fig.dpi_scale_trans.inverted())
    pxw, pxh = axbb.width * fig.dpi * width / (ax.get_xlim()[1] - ax.get_xlim()[0]), axbb.height * fig.dpi * height / (ax.get_ylim()[1] - ax.get_ylim()[0])
    ax.imshow(text_draw_np(text, pxw * 1.2, pxh * 1.2, **nargs), extent = (offset_x, offset_x + width, offset_y, offset_y + height), aspect = 'auto', interpolation = 'lanczos')

import matplotlib.pyplot as plt
fig, ax = plt.subplots()
ax.set_ylim(0, 1000)
ax.set_xlim(0, 1000)
text_draw_mpl(fig, ax, 'Hello!', 100, 500, 150, 500, color = 'green', bg = 'magenta', remove_gaps = True)
text_draw_mpl(fig, ax, 'World!', 100, 200, 800, 100, color = 'blue', bg = 'yellow', remove_gaps = True)
text_draw_mpl(fig, ax, ' Gaps ', 400, 500, 500, 200, color = 'red', bg = 'gray', remove_gaps = False)
plt.show()

输出：