Eu tenho um programa com uma figura interativa onde ocasionalmente muitos artistas são desenhados. Nesta figura, você também pode aplicar zoom e panorâmica usando o mouse. No entanto, a performance durante o zoom de um panorama não é muito boa, pois todo artista é sempre redesenhado. Existe uma maneira de verificar quais artistas estão na área exibida no momento e apenas redesenhá-los? (No exemplo abaixo, a perfomace ainda é relativamente boa, mas pode ser arbitrariamente pior usando artistas mais ou mais complexos)
Eu tive um problema de desempenho semelhante com o hovermétodo que, sempre que era chamado, era executado canvas.draw()no final. Mas como você pode ver, encontrei uma solução interessante para isso, usando o cache e restaurando o plano de fundo dos eixos (com base nisso ). Isso melhorou significativamente o desempenho e agora, mesmo com muitos artistas, ele é executado muito bem. Talvez exista uma maneira semelhante de fazer isso, exceto pelo método pane zoom?
Desculpe pelo longo exemplo de código, a maior parte não é diretamente relevante para a pergunta, mas é necessário que um exemplo de trabalho destaque o problema.
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Atualizei o MWE para algo mais representativo do meu código real.
import numpy as np
import numpy as np
import sys
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.backends.backend_qt5agg import \
FigureCanvasQTAgg
import matplotlib.patheffects as PathEffects
from matplotlib.text import Annotation
from matplotlib.collections import LineCollection
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QVBoxLayout, QDialog
def check_limits(base_xlim, base_ylim, new_xlim, new_ylim):
if new_xlim[0] < base_xlim[0]:
overlap = base_xlim[0] - new_xlim[0]
new_xlim[0] = base_xlim[0]
if new_xlim[1] + overlap > base_xlim[1]:
new_xlim[1] = base_xlim[1]
else:
new_xlim[1] += overlap
if new_xlim[1] > base_xlim[1]:
overlap = new_xlim[1] - base_xlim[1]
new_xlim[1] = base_xlim[1]
if new_xlim[0] - overlap < base_xlim[0]:
new_xlim[0] = base_xlim[0]
else:
new_xlim[0] -= overlap
if new_ylim[1] < base_ylim[1]:
overlap = base_ylim[1] - new_ylim[1]
new_ylim[1] = base_ylim[1]
if new_ylim[0] + overlap > base_ylim[0]:
new_ylim[0] = base_ylim[0]
else:
new_ylim[0] += overlap
if new_ylim[0] > base_ylim[0]:
overlap = new_ylim[0] - base_ylim[0]
new_ylim[0] = base_ylim[0]
if new_ylim[1] - overlap < base_ylim[1]:
new_ylim[1] = base_ylim[1]
else:
new_ylim[1] -= overlap
return new_xlim, new_ylim
class FigureCanvas(FigureCanvasQTAgg):
def __init__(self, *args, **kwargs):
super().__init__(*args, **kwargs)
self.bg_cache = None
def draw(self):
ax = self.figure.axes[0]
hid_annotation = False
if ax.annot.get_visible():
ax.annot.set_visible(False)
hid_annotation = True
hid_highlight = False
if ax.last_artist:
ax.last_artist.set_path_effects([PathEffects.Normal()])
hid_highlight = True
super().draw()
self.bg_cache = self.copy_from_bbox(self.figure.bbox)
if hid_highlight:
ax.last_artist.set_path_effects(
[PathEffects.withStroke(
linewidth=7, foreground="c", alpha=0.4
)]
)
ax.draw_artist(ax.last_artist)
if hid_annotation:
ax.annot.set_visible(True)
ax.draw_artist(ax.annot)
if hid_highlight:
self.update()
def position(t_, coeff, var=0.1):
x_ = np.random.normal(np.polyval(coeff[:, 0], t_), var)
y_ = np.random.normal(np.polyval(coeff[:, 1], t_), var)
return x_, y_
class Data:
def __init__(self, times):
self.length = np.random.randint(1, 20)
self.t = np.sort(
np.random.choice(times, size=self.length, replace=False)
)
self.vel = [np.random.uniform(-2, 2), np.random.uniform(-2, 2)]
self.accel = [np.random.uniform(-0.01, 0.01), np.random.uniform(-0.01,
0.01)]
x0, y0 = np.random.uniform(0, 1000, 2)
self.x, self.y = position(
self.t, np.array([self.accel, self.vel, [x0, y0]])
)
class Test(QDialog):
def __init__(self):
super().__init__()
self.fig, self.ax = plt.subplots()
self.canvas = FigureCanvas(self.fig)
self.artists = []
self.zoom_factor = 1.5
self.x_press = None
self.y_press = None
self.annot = Annotation(
"", xy=(0, 0), xytext=(-20, 20), textcoords="offset points",
bbox=dict(boxstyle="round", fc="w", alpha=0.7), color='black',
arrowprops=dict(arrowstyle="->"), zorder=6, visible=False,
annotation_clip=False, in_layout=False,
)
self.annot.set_clip_on(False)
setattr(self.ax, 'annot', self.annot)
self.ax.add_artist(self.annot)
self.last_artist = None
setattr(self.ax, 'last_artist', self.last_artist)
self.image = np.random.uniform(0, 100, 1000000).reshape((1000, 1000))
self.ax.imshow(self.image, cmap='gray', interpolation='nearest')
self.times = np.linspace(0, 20)
for i in range(1000):
data = Data(self.times)
points = np.array([data.x, data.y]).T.reshape(-1, 1, 2)
segments = np.concatenate([points[:-1], points[1:]], axis=1)
z = np.linspace(0, 1, data.length)
norm = plt.Normalize(z.min(), z.max())
lc = LineCollection(
segments, cmap='autumn', norm=norm, alpha=1,
linewidths=2, picker=8, capstyle='round',
joinstyle='round'
)
setattr(lc, 'data_id', i)
lc.set_array(z)
self.ax.add_artist(lc)
self.artists.append(lc)
self.default_xlim = self.ax.get_xlim()
self.default_ylim = self.ax.get_ylim()
self.canvas.draw()
self.cid_motion = self.fig.canvas.mpl_connect(
'motion_notify_event', self.motion_event
)
self.cid_button = self.fig.canvas.mpl_connect(
'button_press_event', self.pan_press
)
self.cid_zoom = self.fig.canvas.mpl_connect(
'scroll_event', self.zoom
)
layout = QVBoxLayout()
layout.addWidget(self.canvas)
self.setLayout(layout)
def zoom(self, event):
if event.inaxes == self.ax:
scale_factor = np.power(self.zoom_factor, -event.step)
xdata = event.xdata
ydata = event.ydata
cur_xlim = self.ax.get_xlim()
cur_ylim = self.ax.get_ylim()
x_left = xdata - cur_xlim[0]
x_right = cur_xlim[1] - xdata
y_top = ydata - cur_ylim[0]
y_bottom = cur_ylim[1] - ydata
new_xlim = [
xdata - x_left * scale_factor, xdata + x_right * scale_factor
]
new_ylim = [
ydata - y_top * scale_factor, ydata + y_bottom * scale_factor
]
# intercept new plot parameters if they are out of bounds
new_xlim, new_ylim = check_limits(
self.default_xlim, self.default_ylim, new_xlim, new_ylim
)
if cur_xlim != tuple(new_xlim) or cur_ylim != tuple(new_ylim):
self.ax.set_xlim(new_xlim)
self.ax.set_ylim(new_ylim)
self.canvas.draw_idle()
def motion_event(self, event):
if event.button == 1:
self.pan_move(event)
else:
self.hover(event)
def pan_press(self, event):
if event.inaxes == self.ax:
self.x_press = event.xdata
self.y_press = event.ydata
def pan_move(self, event):
if event.inaxes == self.ax:
xdata = event.xdata
ydata = event.ydata
cur_xlim = self.ax.get_xlim()
cur_ylim = self.ax.get_ylim()
dx = xdata - self.x_press
dy = ydata - self.y_press
new_xlim = [cur_xlim[0] - dx, cur_xlim[1] - dx]
new_ylim = [cur_ylim[0] - dy, cur_ylim[1] - dy]
# intercept new plot parameters that are out of bound
new_xlim, new_ylim = check_limits(
self.default_xlim, self.default_ylim, new_xlim, new_ylim
)
if cur_xlim != tuple(new_xlim) or cur_ylim != tuple(new_ylim):
self.ax.set_xlim(new_xlim)
self.ax.set_ylim(new_ylim)
self.canvas.draw_idle()
def update_annot(self, event, artist):
self.ax.annot.xy = (event.xdata, event.ydata)
text = f'Data #{artist.data_id}'
self.ax.annot.set_text(text)
self.ax.annot.set_visible(True)
self.ax.draw_artist(self.ax.annot)
def hover(self, event):
vis = self.ax.annot.get_visible()
if event.inaxes == self.ax:
ind = 0
cont = None
while (
ind in range(len(self.artists))
and not cont
):
artist = self.artists[ind]
cont, _ = artist.contains(event)
if cont and artist is not self.ax.last_artist:
if self.ax.last_artist is not None:
self.canvas.restore_region(self.canvas.bg_cache)
self.ax.last_artist.set_path_effects(
[PathEffects.Normal()]
)
self.ax.last_artist = None
artist.set_path_effects(
[PathEffects.withStroke(
linewidth=7, foreground="c", alpha=0.4
)]
)
self.ax.last_artist = artist
self.ax.draw_artist(self.ax.last_artist)
self.update_annot(event, self.ax.last_artist)
ind += 1
if vis and not cont and self.ax.last_artist:
self.canvas.restore_region(self.canvas.bg_cache)
self.ax.last_artist.set_path_effects([PathEffects.Normal()])
self.ax.last_artist = None
self.ax.annot.set_visible(False)
elif vis:
self.canvas.restore_region(self.canvas.bg_cache)
self.ax.last_artist.set_path_effects([PathEffects.Normal()])
self.ax.last_artist = None
self.ax.annot.set_visible(False)
self.canvas.update()
self.canvas.flush_events()
if __name__ == '__main__':
app = QApplication(sys.argv)
test = Test()
test.show()
sys.exit(app.exec_())
Eu não entendo o problema. Como os artistas que estão fora dos eixos não são atraídos de qualquer maneira, eles também não diminuem a velocidade.
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ImportanceOfBeingErnest
Então você está dizendo que já existe uma rotina que verifica quais artistas podem ser vistos para que apenas os visíveis sejam realmente desenhados? Talvez essa rotina seja o que é computacionalmente muito caro? Como você pode ver facilmente uma diferença de desempenho se tentar o seguinte, por exemplo: com meu WME de 1000 artistas acima, faça zoom em um único artista e faça uma panorâmica. Você notará um atraso significativo. Agora faça o mesmo, mas plote apenas 1 (ou até 100) artistas, e você verá que quase não há atraso.
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mapf
Bem, a pergunta é: você é capaz de escrever uma rotina mais eficiente? Em um caso simples, talvez. Assim, você pode verificar quais artistas estão dentro dos limites de visualização e definir todos os outros invisíveis. Se a verificação apenas comparar as coordenadas centrais dos pontos, é mais rápido. Mas isso faria você perder o ponto se apenas o centro estiver fora, mas um pouco menos da metade ainda estaria dentro da vista. Dito isto, o principal problema aqui é que existem 1000 artistas nos eixos. Se, em vez disso, você usasse apenas um único
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ImportanceOfBeingErnest
plotcom todos os pontos, o problema não ocorreria.
Sim, é verdade. É que minha premissa estava errada. Eu pensei que a razão para o mau desempenho era que todos os artistas são sempre atraídos independentemente de serem vistos ou não. Por isso, pensei que uma rotina inteligente que atraia apenas os artistas que seriam vistos melhoraria o desempenho, mas aparentemente essa rotina já está em vigor, então acho que não há muito que possa ser feito aqui. Tenho certeza de que não poderei escrever uma rotina mais eficiente, pelo menos para um caso geral.
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mapf
No entanto, no meu caso, estou lidando com as coleções de linha (mais uma imagem em segundo plano) e, como você já disse, mesmo que fossem apenas pontos como no meu MWE, basta verificar se as coordenadas estão dentro dos eixos não é suficiente. Talvez eu deva atualizar o MWE de acordo para torná-lo mais claro.
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mapf