如何使用Python matplotlib绘制xkcd动漫风格的图表

这篇文章主要介绍如何使用Python matplotlib绘制xkcd动漫风格的图表，文中介绍的非常详细，具有一定的参考价值，感兴趣的小伙伴们一定要看完！

XKCD

xkcd是兰道尔·门罗（Randall Munroe）的网名，又是他所创作的漫画的名称。作者兰道尔·门罗（Randall Munroe）给作品的定义是一部“关于浪漫、讽刺、数学和语言的网络漫画”(A webcomic of romance,sarcasm, math, and language)，被网友誉为深度宅向网络漫画。XKCD官方网站https://xkcd.com/。

matplotlib对XKCD风格的支持

matplotlib.pyplot.xkcd函数可绘制XKCD风格的图表。

原理非常简单，调用函数时保存原有rcParams设置，再更新rcParams使预置的XKCD风格的生效，退出时还原rcParams设置。
xkcd相关定义如下：

def xkcd(scale=1, length=100, randomness=2):
    return _xkcd(scale, length, randomness)

class _xkcd:
    # This cannot be implemented in terms of rc_context() because this needs to
    # work as a non-contextmanager too.

    def __init__(self, scale, length, randomness):
        self._orig = rcParams.copy()

        if rcParams['text.usetex']:
            raise RuntimeError(
                "xkcd mode is not compatible with text.usetex = True")

        from matplotlib import patheffects
        rcParams.update({
            'font.family': ['xkcd', 'xkcd Script', 'Humor Sans', 'Comic Neue',
                            'Comic Sans MS'],
            'font.size': 14.0,
            'path.sketch': (scale, length, randomness),
            'path.effects': [
                patheffects.withStroke(linewidth=4, foreground="w")],
            'axes.linewidth': 1.5,
            'lines.linewidth': 2.0,
            'figure.facecolor': 'white',
            'grid.linewidth': 0.0,
            'axes.grid': False,
            'axes.unicode_minus': False,
            'axes.edgecolor': 'black',
            'xtick.major.size': 8,
            'xtick.major.width': 3,
            'ytick.major.size': 8,
            'ytick.major.width': 3,
        })

    def __enter__(self):
        return self

    def __exit__(self, *args):
        dict.update(rcParams, self._orig)

创建XKCD风格的图表

官方建议使用上下文管理器调用xkcd函数。

import matplotlib.pyplot as plt

with plt.xkcd():
    plt.bar([1,2,3],[1,2,3])
    plt.title('test')
plt.show()

使用中文字体创建XKCD风格的图表

官方文档建议下载Humor Sans字体，根据源码可知，'font.family': ['xkcd', 'xkcd Script', 'Humor Sans', 'Comic Neue', 'Comic Sans MS']，只要计算机上安装这几个字体，英文都可以显示为XKCD风格，现在Windows操作系统中基本都预装有Comic Sans MS字体，因此，不用下载字体即可显示英文。

xkcd默认配置的几个字体都不支持中文，如果像在XKCD风格图表中使用类似漫画风格的中文就需要下载中文字体，一般大家都推荐试用方正卡通简体字体。下载安装该字体后，只用重载字体缓存，修改rcParams['font.family']使中文字体生效即可。

1.安装字体

下载方正卡通简体字体，并进行安装。

2.更新中文字体

获取方正卡通简体字体的系统名称

方正卡通简体字体在系统中的名称为FZKaTong-M19S。

设置方正卡通简体字体为中文默认字体

import matplotlib.pyplot as plt

plt.xkcd()
plt.rcParams.update({'font.family': "FZKaTong-M19S"})
plt.bar([1,2,3],[1,2,3])
plt.title("测试")
plt.show()

运行后，标题中文不能正常显示，调试信息显示找不到'FZKaTong-M19S'，所以使用默认的DejaVu Sans的字体。

findfont: Font family ['FZKaTong-M19S'] not found. Falling back to DejaVu Sans.

通过以下代码验证，可知'FZKaTong-M19S'即方正卡通简体字体没有出现在ttflist当中，所以找不到该字体。而ttflist是读取字体缓存而构建的，因此，重建字体缓存可能解决这个问题。

from matplotlib.font_manager import fontManager
print([i.name for i in fontManager.ttflist if 'FZKaTong-M19S' in i.name])

解决问题

默认findfont函数是从字体缓存中查找的，新安装的字体缓存中没有，因此，需要重新创建缓存，并加载。

# 重建字体缓存
from matplotlib.font_manager import _rebuild

_rebuild()

import matplotlib.pyplot as plt

plt.xkcd()
plt.rcParams.update({'font.family': "FZKaTong-M19S"})
# plt.rcParams['font.family'] ='FZKaTong-M19S'
# plt.rc('font', **{'family' : 'FZKaTong-M19S'})
plt.bar([1,2,3],[1,2,3])
plt.title("测试")
plt.show()

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