Matplotlibで半分黒・半分白の円（ Yin-Yang風の図形）を描画する方法

Matplotlibを使って、半分が黒・半分が白に塗り分けられた円を描くには、matplotlib.patchesモジュールのWedge（扇形）クラスを利用するのが便利です。2つの半円（180度ずつの扇形）を作成し、それぞれ黒と白で塗り分けることで、簡単に目的の図形を実現できます。

実装の手順

• 図のサイズを設定し、サブプロット間および周囲の余白を調整します。
• FigureとAxes（サブプロット）を作成します。
• theta1 と theta2 を初期化し、theta1からtheta2へ、またその逆方向への2つの扇形（半円）を定義します。
• add_artist() メソッドでWedgeインスタンスを現在の軸に追加します。
• 軸の範囲を変更してアスペクト比を等倍（equal）に設定し、円が正円として表示されるようにします。
• x軸・y軸の表示範囲を指定します。
• show() メソッドで図を表示します。

コード例

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.patches import Wedge

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

fig, ax = plt.subplots()
theta1, theta2 = 0, 0 + 180
radius = 2
center = (0, 0)
w1 = Wedge(center, radius, theta1, theta2, fc='black', edgecolor='black')
w2 = Wedge(center, radius, theta2, theta1, fc='white', edgecolor='black')

for wedge in [w1, w2]:
    ax.add_artist(wedge)

ax.axis('equal')
ax.set_xlim(-5, 5)
ax.set_ylim(-5, 5)

plt.show()

コードの解説

Wedge(center, radius, theta1, theta2) の各引数は以下の意味を持ちます。

• center: 扇形の中心座標（ここでは原点 (0, 0)）
• radius: 円の半径（ここでは 2）
• theta1 / theta2: 扇形の開始角度と終了角度（度数法）。0〜180度で上半分、180〜360度で下半分になります。
• fc: 塗りつぶし色（face color）。一方を 'black'、もう一方を 'white' に指定しています。
• edgecolor: 境界線の色。'black' を指定することで白い半円にも輪郭が付きます。

また、ax.axis('equal') を設定しないと、x軸とy軸のスケールが異なるために楕円状に表示されてしまうため、注意が必要です。

出力結果

上記のコードを実行すると、左半分が黒・右半分が白に塗り分けられた円が表示されます。境界線が黒で描かれているため、白い部分もはっきりと確認できます。

この手法を応用すれば、陰陽マークのような複雑な図形や、パイチャート風のカスタム図形なども自由に作成できます。角度や色を変更して、さまざまなバリエーションを試してみてください。