Matplotlib Table get_window_extent() エラーとトラブルシューティング【日本語解説】

table.Table.get_window_extent() は、Matplotlib の table.Table オブジェクト（つまり、プロットに追加されたテーブル）が描画される領域の範囲を、ウィンドウ座標系で取得するためのメソッドです。

より具体的に説明すると、以下のようになります。

• 範囲 (extent)
  テーブルが画面上で占める矩形領域のことです。この範囲は、左下の点の座標 (x0​,y0​) と、右上の点の座標 (x1​,y1​) の組み合わせ、または Bbox オブジェクトとして表現されます。Bbox オブジェクトは、この矩形領域の情報を保持しています。

• ウィンドウ座標系
  Matplotlib の Figure 全体を基準とした座標系です。通常、左下が原点 (0, 0) となり、右方向が x 軸の正の方向、上方向が y 軸の正の方向です。単位はピクセルで表されます。

• table.Table オブジェクト
  Matplotlib の pyplot.table() 関数などを使ってプロットに追加されたテーブルのことです。このテーブルは、セルやテキストなどの要素で構成されています。

get_window_extent() メソッドの役割

get_window_extent() メソッドを table.Table オブジェクトに対して呼び出すと、そのテーブルが Figure ウィンドウ内でどの程度の領域を占めているかを、ウィンドウ座標系での矩形として返します。

戻り値

このメソッドは、テーブルの範囲を表す matplotlib.transforms.Bbox オブジェクトを返します。この Bbox オブジェクトには、以下の属性が含まれています。

• height: 矩形領域の高さ (y1 - y0)
• width: 矩形領域の幅 (x1 - x0)
• y1: 矩形領域の上端の y 座標
• x1: 矩形領域の右端の x 座標
• y0: 矩形領域の下端の y 座標
• x0: 矩形領域の左端の x 座標

どのような時に使うのか？

get_window_extent() メソッドは、主に以下のような場合に役立ちます。

• 画像としての保存時の調整
  保存する画像のサイズを、プロット要素（テーブルを含む）全体が収まるように調整する際に、各要素の範囲を知る必要があります。
• 自動レイアウトの調整
  より複雑なレイアウトをプログラムで制御する際に、各要素のサイズや位置に基づいて、残りの領域をどのように配置するかを決定するために使用できます。
• 他の要素との位置関係の調整
  テーブルの描画領域を知ることで、他のプロット要素（軸ラベル、凡例、注釈など）とテーブルが重ならないように配置したり、適切な間隔を設けたりすることができます。

例

import matplotlib.pyplot as plt

# テーブルデータの作成
data = [["Name", "Age"], ["Alice", 30], ["Bob", 25]]

# テーブルの作成とプロットへの追加
fig, ax = plt.subplots()
table = ax.table(cellText=data, loc='center')

# テーブルのウィンドウ範囲を取得
bbox = table.get_window_extent()

# 範囲の情報（例）
print(f"テーブルの左下の x 座標: {bbox.x0}")
print(f"テーブルの左下の y 座標: {bbox.y0}")
print(f"テーブルの右上の x 座標: {bbox.x1}")
print(f"テーブルの右上の y 座標: {bbox.y1}")
print(f"テーブルの幅: {bbox.width}")
print(f"テーブルの高さ: {bbox.height}")

# 必要に応じて、この範囲を使って他の要素の位置を調整するなどの処理を行う

plt.show()

この例では、作成したテーブルのウィンドウ範囲を取得し、その情報を出力しています。この情報を元に、例えばテーブルの下に注釈を追加する際に、テーブルと注釈が重ならないように位置を調整することができます。

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一般的なエラーとトラブルシューティング

1. • エラー
     get_window_extent() をテーブルがまだ完全に描画されていない段階で呼び出すと、正しい範囲を取得できないことがあります。特に、plt.show() より前や、Figure がまだレンダリングされていない段階で呼び出すと、範囲が空であったり、初期値のままだったりする可能性があります。
   • 解決策
     
     • plt.draw() を呼び出して Figure を強制的に再描画させた後に get_window_extent() を呼び出す。
     • イベントハンドラー内など、描画が完了していることが保証されるタイミングで get_window_extent() を呼び出す。
     • fig.canvas.flush_events() を呼び出してイベントキューを処理し、描画を完了させる。

   import matplotlib.pyplot as plt
   
   fig, ax = plt.subplots()
   table = ax.table(cellText=[["A", "B"], ["1", "2"]], loc='center')
   
   # タイミングが早すぎると正しく取得できない可能性
   # bbox = table.get_window_extent()
   # print(bbox)
   
   plt.draw()  # Figure を描画
   bbox = table.get_window_extent()
   print(f"描画後の範囲: {bbox}")
   
   plt.show()
   

2. 座標系の誤解
   

   • エラー
     get_window_extent() が返す範囲はウィンドウ座標系 (Figure 全体を基準としたピクセル単位の座標系) であることを理解していないと、他の座標系（Axes 座標系など）との比較や計算で混乱が生じることがあります。
   • 解決策
     
     • get_window_extent() の戻り値がウィンドウ座標系であることを常に意識する。
     • 必要に応じて、ax.transData.transform_bbox() や fig.transFigure.inverted().transform_bbox() などを使用して、座標系を変換する。

   import matplotlib.pyplot as plt
   
   fig, ax = plt.subplots()
   table = ax.table(cellText=[["A", "B"], ["1", "2"]], loc='center')
   bbox_window = table.get_window_extent()
   print(f"ウィンドウ座標系の範囲: {bbox_window}")
   
   # Axes 座標系に変換 (例)
   bbox_axes = bbox_window.transformed(ax.transData.inverted())
   print(f"Axes 座標系の範囲 (おおよそ): {bbox_axes}")
   
   plt.show()
   

3. テーブルの loc 引数の影響
   

   • 注意点
     テーブルの loc 引数（例: 'center', 'top', 'bottom' など）は、テーブルの初期位置を決定しますが、get_window_extent() が返す範囲自体には直接的な影響はありません。get_window_extent() は、描画されたテーブルの実際のピクセル範囲を返します。ただし、loc によって初期位置が変わり、その後のレイアウト調整によっては最終的な描画位置と範囲が影響を受ける可能性があります。
   • トラブルシューティング
     loc を変更しても期待する範囲が得られない場合は、他のレイアウト調整（例えば、ax.set_position() など）が影響している可能性を検討してください。

4. サブプロットのレイアウト調整
   

   • エラー
     複数のサブプロットがある場合、plt.tight_layout() や fig.subplots_adjust() などのレイアウト調整関数を呼び出すと、テーブルの位置やサイズが変わり、その結果 get_window_extent() が返す範囲も変わります。
   • 解決策
     
     • レイアウト調整を行った後に get_window_extent() を呼び出す。
     • レイアウト調整がテーブルの範囲にどのように影響するかを理解しておく。

   import matplotlib.pyplot as plt
   
   fig, (ax1, ax2) = plt.subplots(1, 2)
   table1 = ax1.table(cellText=[["A"]], loc='center')
   table2 = ax2.table(cellText=[["B"]], loc='center')
   
   plt.draw()
   bbox1_before = table1.get_window_extent()
   bbox2_before = table2.get_window_extent()
   print(f"調整前 (テーブル1): {bbox1_before}")
   print(f"調整前 (テーブル2): {bbox2_before}")
   
   plt.tight_layout()
   plt.draw()
   bbox1_after = table1.get_window_extent()
   bbox2_after = table2.get_window_extent()
   print(f"調整後 (テーブル1): {bbox1_after}")
   print(f"調整後 (テーブル2): {bbox2_after}")
   
   plt.show()
   

5. テーブルの内容による影響
   

   • 注意点
     テーブル内のテキストの長さやフォントサイズ、セルのパディングなど、テーブルの内容によって描画される範囲は変化します。get_window_extent() は、これらの要素を考慮した実際の描画範囲を返します。
   • トラブルシューティング
     期待する範囲と異なる場合は、テーブルのデータやスタイル設定を見直してください。

6. Figure のサイズ変更
   

   • 注意点
     Figure のウィンドウサイズを変更すると、それに伴いテーブルの描画サイズや位置が変わり、get_window_extent() が返す範囲も変化します。
   • トラブルシューティング
     Figure のサイズが固定されていることを前提とした処理を行う場合は、サイズ変更の影響を考慮する必要があります。

トラブルシューティングのヒント

• Matplotlib のバージョンを確認する
  まれに、Matplotlib のバージョンによって挙動が異なることがあります。必要に応じてバージョンを切り替えて試してみるのも有効かもしれません。
• 簡単な例で試す
  問題が複雑なプロットで発生している場合は、最小限のコードでテーブルだけを作成し、get_window_extent() の挙動を確認してみると、原因を特定しやすくなります。
• 描画のステップを細かく確認する
  どこで get_window_extent() を呼び出しているか、その時点での描画状態はどうなっているかを確認するために、plt.draw() を挟んで範囲を出力するなど、ステップごとに確認すると問題の特定に役立ちます。
• print() を活用する
  get_window_extent() の戻り値を print() で出力して、実際の値を確認することが重要です。

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例1: 基本的な範囲の取得と表示

この例では、簡単なテーブルを作成し、そのウィンドウ範囲を取得して表示します。

import matplotlib.pyplot as plt

# テーブルデータの作成
data = [["名前", "年齢"], ["アリス", 30], ["ボブ", 25]]

# Figure と Axes の作成
fig, ax = plt.subplots()
ax.axis('off')  # 軸を非表示にする

# テーブルの作成と Axes への追加
table = ax.table(cellText=data, loc='center')

# テーブルのウィンドウ範囲を取得
bbox = table.get_window_extent()

# 範囲の情報を表示
print("テーブルのウィンドウ範囲:")
print(f"  左下の x 座標 (x0): {bbox.x0}")
print(f"  左下の y 座標 (y0): {bbox.y0}")
print(f"  右上の x 座標 (x1): {bbox.x1}")
print(f"  右上の y 座標 (y1): {bbox.y1}")
print(f"  幅 (width): {bbox.width}")
print(f"  高さ (height): {bbox.height}")

plt.show()

このコードを実行すると、作成されたテーブルのウィンドウ座標系における左下の点と右上の点の座標、そして幅と高さが出力されます。

例2: 取得した範囲を利用して他の要素を配置する

この例では、テーブルのウィンドウ範囲を取得し、その情報を使ってテキスト注釈をテーブルの下に配置します。

import matplotlib.pyplot as plt

data = [["果物", "価格"], ["リンゴ", 100], ["バナナ", 80]]

fig, ax = plt.subplots()
ax.axis('off')
table = ax.table(cellText=data, loc='center')

plt.draw()  # 描画を完了させる
bbox = table.get_window_extent()

# テーブルの下に注釈を追加
text = "注: 価格は税抜きです。"
ax.text(bbox.x0, bbox.y0 - 20, text, ha='left', va='top', transform=None)

plt.show()

ここでは、plt.draw() を呼び出して描画を完了させてから get_window_extent() を使用しています。取得した範囲の y0 (下端の y 座標) から少し下にずらした位置にテキスト注釈を配置することで、テーブルと注釈が重ならないようにしています。transform=None を指定することで、テキストの座標系をウィンドウ座標系にしています。

例3: サブプロット内でのテーブルの範囲取得と調整

この例では、サブプロット内にテーブルを作成し、その範囲を取得してサブプロットのレイアウトを調整する簡単な例を示します。

import matplotlib.pyplot as plt

data1 = [["A", 1], ["B", 2]]
data2 = [["X", 10], ["Y", 20]]

fig, (ax1, ax2) = plt.subplots(1, 2)
ax1.axis('off')
ax2.axis('off')

table1 = ax1.table(cellText=data1, loc='center')
table2 = ax2.table(cellText=data2, loc='center')

plt.draw()
bbox1 = table1.get_window_extent()
bbox2 = table2.get_window_extent()

print("サブプロット1のテーブル範囲:", bbox1)
print("サブプロット2のテーブル範囲:", bbox2)

# ここでは簡単な例として、それぞれのテーブルの幅を表示
print(f"テーブル1の幅: {bbox1.width}")
print(f"テーブル2の幅: {bbox2.width}")

# より複雑なレイアウト調整にこれらの情報を使用できます
# 例: テーブルの幅に基づいてサブプロット間のスペースを調整するなど

plt.tight_layout()
plt.show()

この例では、2つのサブプロットにそれぞれテーブルを作成し、それぞれのウィンドウ範囲を取得しています。取得した範囲の情報は、サブプロット間のスペースを調整するなど、より高度なレイアウト制御に利用できます。plt.tight_layout() は自動的にサブプロット間のスペースを調整する関数ですが、get_window_extent() を使うことで、より細かな制御が可能になります。

例4: イベントハンドラー内での利用 (マウスイベント)

この例は少し高度ですが、マウスイベントが発生した際にテーブルの範囲を確認する例です。

import matplotlib.pyplot as plt

data = [["色", "種類"], ["赤", "リンゴ"], ["黄", "バナナ"]]

fig, ax = plt.subplots()
ax.axis('off')
table = ax.table(cellText=data, loc='center')

def on_motion(event):
    if event.inaxes == ax:
        bbox = table.get_window_extent()
        if bbox.contains(event.x, event.y):
            print("マウスがテーブルの上にあります！")
        else:
            print("マウスはテーブルの上にありません。")

fig.canvas.mpl_connect('motion_notify_event', on_motion)

plt.show()

このコードでは、マウスが Figure 内を移動した際に on_motion 関数が呼び出されます。この関数内で table.get_window_extent() を使用してテーブルの範囲を取得し、マウスの座標がその範囲内にあるかどうかを bbox.contains(event.x, event.y) で判定しています。

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