Python 在Matplotlib中绘制两条直线之间的角度的最佳方法

我对使用matplotlib相当陌生，找不到任何显示两条线之间夹角的示例

这是我当前的图像：

这是我想要实现的一个例子：

我通常会看一看，以了解如何执行某些任务，但似乎没有类似的内容

您可以使用绘制相应角度测量的圆弧

绘制角度弧：

fig = plt.figure()

line_1 = Line2D([0,1], [0,4], linewidth=1, linestyle = "-", color="green")
line_2 = Line2D([0,4.5], [0,3], linewidth=1, linestyle = "-", color="red")

ax = fig.add_subplot(1,1,1)

ax.add_line(line_1)
ax.add_line(line_2)

angle_plot = get_angle_plot(line_1, line_2, 1)
angle_text = get_angle_text(angle_plot) 
# Gets the arguments to be passed to ax.text as a list to display the angle value besides the arc

ax.add_patch(angle_plot) # To display the angle arc
ax.text(*angle_text) # To display the angle value

ax.set_xlim(0,7)
ax.set_ylim(0,5)

plt.legend()
plt.show()

定义一个函数，该函数可以接受2个

matplotlib.lines.Line2D

对象，计算角度并返回一个

matplotlib.patches.Arc

对象，可以将该对象与线一起添加到绘图中

def get_angle_plot(line1, line2, offset = 1, color = None, origin = [0,0], len_x_axis = 1, len_y_axis = 1):

    l1xy = line1.get_xydata()

    # Angle between line1 and x-axis
    slope1 = (l1xy[1][1] - l1xy[0][2]) / float(l1xy[1][0] - l1xy[0][0])
    angle1 = abs(math.degrees(math.atan(slope1))) # Taking only the positive angle

    l2xy = line2.get_xydata()

    # Angle between line2 and x-axis
    slope2 = (l2xy[1][3] - l2xy[0][4]) / float(l2xy[1][0] - l2xy[0][0])
    angle2 = abs(math.degrees(math.atan(slope2)))

    theta1 = min(angle1, angle2)
    theta2 = max(angle1, angle2)

    angle = theta2 - theta1

    if color is None:
        color = line1.get_color() # Uses the color of line 1 if color parameter is not passed.

    return Arc(origin, len_x_axis*offset, len_y_axis*offset, 0, theta1, theta2, color=color, label = str(angle)+u"\u00b0")

打印角度值：

fig = plt.figure()

line_1 = Line2D([0,1], [0,4], linewidth=1, linestyle = "-", color="green")
line_2 = Line2D([0,4.5], [0,3], linewidth=1, linestyle = "-", color="red")

ax = fig.add_subplot(1,1,1)

ax.add_line(line_1)
ax.add_line(line_2)

angle_plot = get_angle_plot(line_1, line_2, 1)
angle_text = get_angle_text(angle_plot) 
# Gets the arguments to be passed to ax.text as a list to display the angle value besides the arc

ax.add_patch(angle_plot) # To display the angle arc
ax.text(*angle_text) # To display the angle value

ax.set_xlim(0,7)
ax.set_ylim(0,5)

plt.legend()
plt.show()

如果希望角度值以内联方式显示，请参阅问题，了解如何在matplotlib中打印内联标签。请注意，必须打印弧的标签

我制作了一个小函数，用于提取弧的顶点，并尝试计算角度文本的坐标

这可能不是最优的，也可能无法很好地处理所有角度值

def get_angle_text(angle_plot):
    angle = angle_plot.get_label()[:-1] # Excluding the degree symbol
    angle = "%0.2f"%float(angle)+u"\u00b0" # Display angle upto 2 decimal places

    # Get the vertices of the angle arc
    vertices = angle_plot.get_verts()

    # Get the midpoint of the arc extremes
    x_width = (vertices[0][0] + vertices[-1][0]) / 2.0
    y_width = (vertices[0][5] + vertices[-1][6]) / 2.0

    #print x_width, y_width

    separation_radius = max(x_width/2.0, y_width/2.0)

    return [ x_width + separation_radius, y_width + separation_radius, angle]       

或者，您也可以始终手动预计算标签点，并使用来显示角度值。您可以使用

get_label（）

方法从

Arc

对象的

label

获取角度值（因为我们已经将标签设置为角度值+unicode度符号）

上述函数的示例用法：

fig = plt.figure()

line_1 = Line2D([0,1], [0,4], linewidth=1, linestyle = "-", color="green")
line_2 = Line2D([0,4.5], [0,3], linewidth=1, linestyle = "-", color="red")

ax = fig.add_subplot(1,1,1)

ax.add_line(line_1)
ax.add_line(line_2)

angle_plot = get_angle_plot(line_1, line_2, 1)
angle_text = get_angle_text(angle_plot) 
# Gets the arguments to be passed to ax.text as a list to display the angle value besides the arc

ax.add_patch(angle_plot) # To display the angle arc
ax.text(*angle_text) # To display the angle value

ax.set_xlim(0,7)
ax.set_ylim(0,5)

plt.legend()
plt.show()

如果您不关心角度文本的内联放置。您可以使用

plt.legend（）

打印角度值

最后：

fig = plt.figure()

line_1 = Line2D([0,1], [0,4], linewidth=1, linestyle = "-", color="green")
line_2 = Line2D([0,4.5], [0,3], linewidth=1, linestyle = "-", color="red")

ax = fig.add_subplot(1,1,1)

ax.add_line(line_1)
ax.add_line(line_2)

angle_plot = get_angle_plot(line_1, line_2, 1)
angle_text = get_angle_text(angle_plot) 
# Gets the arguments to be passed to ax.text as a list to display the angle value besides the arc

ax.add_patch(angle_plot) # To display the angle arc
ax.text(*angle_text) # To display the angle value

ax.set_xlim(0,7)
ax.set_ylim(0,5)

plt.legend()
plt.show()

函数

get\u angle\u plot

中的

offset

参数用于指定圆弧的psudo半径值

当角弧可能相互重叠时，这将非常有用

（在这个图中，正如我所说，我的

get\u angle\u text

函数在放置文本值时不是很理想，但应该可以让您了解如何计算该点）

添加第三行：

line_3 = Line2D([0,7], [0,1], linewidth=1, linestyle = "-", color="brown")
ax.add_line(line_3)
angle_plot = get_angle_plot(line_1, line_3, 2, color="red") # Second angle arc will be red in color
angle_text = get_angle_text(angle_plot)

ax.add_patch(angle_plot) # To display the 2nd angle arc
ax.text(*angle_text) # To display the 2nd angle value

---

从@user3197452中汲取灵感，我就是这么用的。此版本结合了

文本

，还考虑了成比例的轴比

def add_corner_arc(ax, line, radius=.7, color=None, text=None, text_radius=.5, text_rotatation=0, **kwargs):
    ''' display an arc for p0p1p2 angle
    Inputs:
        ax     - axis to add arc to
        line   - MATPLOTLIB line consisting of 3 points of the corner
        radius - radius to add arc
        color  - color of the arc
        text   - text to show on corner
        text_radius     - radius to add text
        text_rotatation - extra rotation for text
        kwargs - other arguments to pass to Arc
    '''

    lxy = line.get_xydata()

    if len(lxy) < 3:
        raise ValueError('at least 3 points in line must be available')

    p0 = lxy[0]
    p1 = lxy[1]
    p2 = lxy[2]

    width = np.ptp([p0[0], p1[0], p2[0]])
    height = np.ptp([p0[1], p1[1], p2[1]])

    n = np.array([width, height]) * 1.0
    p0_ = (p0 - p1) / n
    p1_ = (p1 - p1)
    p2_ = (p2 - p1) / n 

    theta0 = -get_angle(p0_, p1_)
    theta1 = -get_angle(p2_, p1_)

    if color is None:
        # Uses the color line if color parameter is not passed.
        color = line.get_color() 
    arc = ax.add_patch(Arc(p1, width * radius, height * radius, 0, theta0, theta1, color=color, **kwargs))

    if text:
        v = p2_ / np.linalg.norm(p2_)
        if theta0 < 0:
            theta0 = theta0 + 360
        if theta1 < 0:
            theta1 = theta1 + 360
        theta = (theta0 - theta1) / 2 + text_rotatation
        pt = np.dot(rotation_transform(theta), v[:,None]).T * n * text_radius
        pt = pt + p1
        pt = pt.squeeze()
        ax.text(pt[0], pt[1], text,         
                horizontalalignment='left',
                verticalalignment='top',)

    return arc    

要使用它，可以执行以下操作：

ax = gca()
line, = ax.plot([0, 0, 2], [-1, 0, 0], 'ro-', lw=2)
add_corner_arc(ax, line, text=u'%d\u00b0' % 90)

---

我已经编写了一个函数来创建matplotlib Arc对象，该对象包含几个有用的参数。它也适用于在原点不相交的直线。对于一组给定的两条直线，用户可能需要绘制许多可能的圆弧。此函数允许指定使用参数的参数。文本在圆弧和原点之间的中点绘制。在评论或网站上，我们非常欢迎改进

将numpy导入为np
导入matplotlib
将matplotlib.pyplot作为plt导入
Arc=matplotlib.patches.Arc
def半角（a、b）：
获取从a增加到b时a和b之间的中间角度
如果b270或一半<90，则角度=一半，否则180+一半
textkwargs={
“x”：xy[0]，
“y”：xy[1]，
“s”：str（圆（角，dec））+“°”，
‘哈’：‘中’，
‘va’：‘center’，
“fontsize”：fontsize，
“旋转”：textangle
}
返回弧，textkwargs

它使用附加的脚本创建如下图所示的圆弧：

将numpy导入为np
将matplotlib.pyplot作为plt导入
从matplotlib.patches导入圆弧
#行的格式如下：[（x0，y0），（x1，y1）]
line1=np.数组（[（1，-2），（3,2）]）
line2=np.数组（[（2,2），（2，-2）]）
行=[line1，line2]
图，AX=plt子批次（nrows=2，ncols=2）
对于ax.flatte（）中的ax：
对于行中的行：
x、 y=line.T
轴图（x，y）
ax.轴（“相等”）
ax1、ax2、ax3、ax4=AX.flatten（）
A.