matplotlibで矢印を描く方法：patches.FancyArrowPatchの使い方を解説

matplotlibで図に矢印を描きたい場合、pyplot.arrow や patches.Arrow() を利用する方法があります。本記事では、FancyArrowPatch を使って美しい矢印を描画する手順を、具体的なコード例とともにわかりやすく解説します。

実装の手順

matplotlibで矢印を描くには、以下のステップに従います。

1. figure.figsize を使って図のサイズを設定し、figure.autolayout でサブプロット間および周囲の余白を自動調整します。
2. 矢印の始点と終点を表す4つの変数（x_tail、y_tail、x_head、y_head）を初期化します。
3. plt.subplots() を使って、図とサブプロットのセットを作成します。
4. FancyArrowPatch のインスタンスを生成します。
5. add_patch() メソッドを使って、作成した矢印（アーティスト）を軸に追加します。
6. show() メソッドを呼び出して、図を表示します。

コード例

from matplotlib import pyplot as plt, patches as mpatches

plt.rcParams["figure.figsize"] = [7.50, 3.50]
plt.rcParams["figure.autolayout"] = True

x_tail = 0.1
y_tail = 0.1
x_head = 0.9
y_head = 0.9

fig, ax = plt.subplots()

arrow = mpatches.FancyArrowPatch((x_tail, y_tail), (x_head, y_head), mutation_scale=100, color='green')
ax.add_patch(arrow)

plt.show()

コードのポイント解説

このコードでは、左下の座標 (0.1, 0.1) から右上の座標 (0.9, 0.9) に向かって緑色の矢印を描いています。主要なパラメータの意味は以下の通りです。

• (x_tail, y_tail)：矢印の尾（始点）の座標を指定します。
• (x_head, y_head)：矢印の頭（終点）の座標を指定します。
• mutation_scale：矢印のサイズ（頭部の大きさなど）を拡大・縮小するスケール値です。数値が大きいほど矢印全体が大きく表示されます。
• color：矢印の色を指定します。ここでは 'green'（緑）を設定しています。

実行結果

上記のコードを実行すると、グラフ領域内に左下から右上へ伸びる緑色の矢印が表示されます。mutation_scale の値を変更すれば矢印の大きさを、color の値を変更すれば矢印の色を自由にカスタマイズできます。

なお、よりシンプルな矢印が必要な場合は plt.arrow()、注釈付きの矢印を描きたい場合は ax.annotate() を使う方法もあります。用途に応じて使い分けるとよいでしょう。