Week 8 (Matplotlib 01)

• 목표
  • axes, figure 를 만들 수 있다.
  • 선(line), 점(dot)으로 이루어진 그래프를 그릴 수 있다.
  • x축, y축의 label, tick, limits을 만들 수 있다.
  • linear scale, logscale을 만들고 이해할 수 있다.
  • 파일로부터 데이터를 불러오고, 이를 graph로 바꿀 수 있다.

    수업 08-1

  • Matplotlib: Python에서 데이터를 시각화하는 가장 널리 쓰이는 라이브러리.
  • 주로 사용되는 인터페이스: pyplot 모듈
  • plt interface

      import matplotlib.pyplot as plt
      import matplotlib.pyplot as plt
    
      x = [0, 1, 2, 3, 4]
      y = [0, 1, 4, 9, 16]
    
      plt.plot(x, y)          # 선 그래프
      plt.title("Basic Line Plot")
      plt.xlabel("X-axis")
      plt.ylabel("Y-axis")
    

    • scatter plot

      x = [5, 7, 8, 7, 6, 9, 5, 4, 5, 6]
      y = [99, 86, 87, 88, 100, 86, 103, 87, 94, 78]
      plt.scatter(x, y, color='red')
      plt.title("Scatter Plot")
      

    • 그래프 꾸미기

      plt.plot([1,2,3],[1,4,9], label=r'$y = x^2$')
      plt.plot([1,2,3],[1,2,3], label=r'$y = x$')
      plt.legend() ## legend
      

    • subplot ```python plt.subplot(1, 2, 1) # 1행 2열 중 첫 번째 plt.plot([1,2,3],[1,4,9]) plt.title(“Left”)

    plt.subplot(1, 2, 2) # 두 번째 plt.plot([1,2,3],[1,2,3]) plt.title(“Right”) ```

  • Figure / axis objects Figure: 그래프 전체 “캔버스” Axes: 실제 데이터가 그려지는 “좌표 영역” (한 Figure 안에 여러 개의 Axes 가능: subplot)

    import matplotlib.pyplot as plt
    
    # Figure(도화지), Axes(좌표 영역) 생성
    fig, ax = plt.subplots()
    
    x = [0, 1, 2, 3, 4]
    y = [0, 1, 4, 9, 16]
    
    # ax 객체를 활용해 데이터 플롯
    ax.plot(x, y, label="y = x^2", color="blue")
    
    # 그래프 꾸미기
    ax.set_title("Figure & Axes Example")
    ax.set_xlabel("X-axis")
    ax.set_ylabel("Y-axis")
    ax.legend()
    ax.grid(True)
    
    plt.show()
    

  • 예제
    • 삼각함수를 그려보자. \(y=\cos(\theta)\) \(y=\sin(\theta)\) \(y=\tan(\theta)\)
    • 반지름의 길이가 10인 원을 그려보자. \(x^2+y^2=10^2\)
    • 길이 변화에 따라서 나타나는 공칭 변형률과 진형병률 그래프 관계를 그리고 이를 비교해보자. \(\varepsilon=\ln(\epsilon+1)\)
    • Stress vs. strain curve 그리기 다음 압축파일을 풀어서, 파일 하나를 살펴보자 - 예를 들어 00_DD_WZ_01.csv 위 데이터 파일을 활용해
      1. 폭: 6.04 mm, 두께 2.99 mm 인걸 확인하고,
      2. 힘과 변위 칼럼을 활용해서 응력과 변형률을 구하자.
      3. 그 다음 응력과 변형률 곡선을 Figure로 그려보자.

         수업 08-2