Matplotlibのプロットを矢印キーで前後にスクロールする方法

Matplotlibで作成したグラフを、キーボードの左右の矢印キー操作で前後にスクロール表示する方法を解説します。key_press_eventを活用することで、マウス操作に頼らないインタラクティブなデータ可視化が実現できます。

実装の手順

1. 図のサイズを設定し、サブプロット間および周囲の余白（パディング）を調整します。
2. NumPyを使ってcurr_pos（現在位置）とyのデータを作成します。
3. figure()メソッドで新しい図を作成するか、既存の図をアクティブにします。
4. key_press_eventイベントにキー入力処理用の関数をバインド（接続）します。
5. add_subplot()で図にAxes（座標軸）を追加します。
6. plot()メソッドでcurr_posとyのデータ点をプロットします。
7. 左右の矢印キーが押されるたびに、曲線が対応する方向へ移動するようにします。
8. show()メソッドで図を画面に表示します。

コード例

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

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

curr_pos = np.linspace(-10, 10, 100)
y = np.sin(curr_pos)

def key_event(e):
    global curr_pos
    if e.key == "right":
        curr_pos = curr_pos + 1
    else:
        curr_pos = curr_pos - 1
    ax.cla()
    ax.plot(curr_pos, np.sin(curr_pos))
    fig.canvas.draw()

fig = plt.figure()
fig.canvas.mpl_connect('key_press_event', key_event)

ax = fig.add_subplot(111)
ax.plot(curr_pos, y)

plt.show()

コードのポイント

• mpl_connect()：キャンバスにイベントハンドラを登録します。ここでは'key_press_event'に対してkey_event関数を紐付けています。
• e.key：押されたキーの種類を判定します。"right"なら位置を+1、それ以外（左矢印キーなど）なら-1します。
• ax.cla()：既存のプロットをクリアしてから再描画することで、グラフの重なりを防ぎます。
• fig.canvas.draw()：変更後のデータでキャンバスを強制的に再描画し、画面を更新します。

出力結果

コードを実行すると正弦波のグラフが表示されます。この状態でキーボードの左矢印キーまたは右矢印キーを押すと、グラフが前後（左右）にスクロールし、波形がリアルタイムに移動します。