Настройка визуализаций
Altair автоматически выбирает подходящие настройки диаграммы, позволяя сосредоточиться на данных. После создания полезной визуализации её внешний вид часто нужно уточнить. В этом разделе описаны способы такой настройки.
Общие настройки, локальные настройки и кодирование
В зависимости от ситуации внешний вид диаграммы можно задать двумя или тремя способами. Рассмотрим диаграмму рассеяния по набору cars:
import altair as alt
from altair.datasets import data
cars = data.cars.url
alt.Chart(cars).mark_point().encode(
x='Acceleration:Q',
y='Horsepower:Q'
)
Предположим, нужно сделать точки красными и задать непрозрачность 20%. Есть три подхода:
- Общие настройки действуют на всю диаграмму.
- Локальные настройки действуют на конкретный графический примитив.
- Каналы кодирования также позволяют задавать некоторые свойства.
Общие настройки
У каждого типа диаграммы есть свойство верхнего уровня config, задающее своего рода тему для всей диаграммы и её поддиаграмм. В нём настраиваются оси, примитивы, выборы и другие элементы.
Altair предоставляет методы configure_*. Здесь используется Chart.configure_mark:
alt.Chart(cars).mark_point().encode(
x='Acceleration:Q',
y='Horsepower:Q'
).configure_mark(
opacity=0.2,
color='red'
)
У общих настроек есть две особенности:
- Они распространяются на все примитивы диаграммы.
- Они допустимы только на верхнем уровне. Например, попытка поместить настроенную выше диаграмму в слой с другой диаграммой приведёт к ошибке.
Все возможности описаны в разделе конфигурации верхнего уровня.
Локальные настройки
Локальные настройки изменяют только указанный элемент диаграммы. Свойства примитивов удобнее всего передавать аргументами метода mark_*, в данном случае Chart.mark_point:
alt.Chart(cars).mark_point(opacity=0.2, color='red').encode(
x='Acceleration:Q',
y='Horsepower:Q'
)
Такую диаграмму можно использовать как слой или фасет составной диаграммы. Локальные настройки всегда имеют приоритет над общими.
Кодирование
Свойства можно задавать и через каналы кодирования. Вместо связи с полем данных функция value позволяет передать постоянное значение:
alt.Chart(cars).mark_point().encode(
x='Acceleration:Q',
y='Horsepower:Q',
opacity=alt.value(0.2),
color=alt.value('red')
)
С кодированиями связывается только ограниченный набор свойств. Для некоторых, например fillOpacity и strokeOpacity, этот подход недоступен.
Настройки кодирования имеют приоритет и над локальными, и над общими настройками.
Какой способ выбрать
Приоритет от низшего к высшему: общие настройки → локальные настройки → кодирование. Если свойство задано и глобально, и локально, действует локальное значение. Если оно задано настройкой и кодированием, действует кодирование.
Обычно рекомендуется использовать способ с наибольшим приоритетом: кодирование либо локальную настройку для свойств без соответствующего канала. Общие настройки лучше применять для создания тем непосредственно перед отображением диаграммы.
Заголовок диаграммы
По умолчанию диаграммы Altair не имеют заголовка:
import altair as alt
from altair.datasets import data
iowa = data.iowa_electricity.url
alt.Chart(iowa).mark_area().encode(
x="year:T",
y=alt.Y("net_generation:Q").stack("normalize"),
color="source:N"
)
Простой заголовок добавляется аргументом title вместе с данными:
alt.Chart(iowa, title="Iowa's green energy boom").mark_area().encode(
x="year:T",
y=alt.Y("net_generation:Q").stack("normalize"),
color="source:N"
)
Объект alt.Title позволяет добавить подзаголовок:
alt.Chart(
iowa,
title=alt.Title(
"Iowa's green energy boom",
subtitle="A growing share of the state's energy has come from renewable sources"
)
).mark_area().encode(
x="year:T",
y=alt.Y("net_generation:Q").stack("normalize"),
color="source:N"
)
Для двухстрочного подзаголовка передайте список, где каждый элемент соответствует строке. Вместо ручного разбиения можно использовать функцию wrap из стандартной библиотеки Python textwrap, которая разбивает текст на части заданной длины:
alt.Chart(
iowa,
title=alt.Title(
"Iowa's green energy boom",
subtitle=["A growing share of the state's energy", "has come from renewable sources"]
)
).mark_area().encode(
x="year:T",
y=alt.Y("net_generation:Q").stack("normalize"),
color="source:N"
)
Объект Title настраивает и другие свойства. Например, anchor='start' выравнивает заголовок по левому краю, а orient='bottom' размещает его снизу. Другие возможности описаны в конфигурации:
alt.Chart(
iowa,
title=alt.Title(
"Iowa's green energy boom",
subtitle="A growing share of the state's energy has come from renewable sources",
anchor='start',
orient='bottom',
offset=20
)
).mark_area().encode(
x="year:T",
y=alt.Y("net_generation:Q").stack("normalize"),
color="source:N"
)
Здесь заголовок выровнен по самому левому краю, на уровне подписи оси y. Чтобы выровнять его относительно линии оси, задайте frame='group': тогда точка привязки определяется областью данных без подписей и заголовков:
alt.Chart(
iowa,
title=alt.Title(
"Iowa's green energy boom",
subtitle=["A growing share of the state's energy has come from", "renewable sources"],
anchor='start',
frame='group',
orient='bottom',
offset=20
)
).mark_area().encode(
x="year:T",
y=alt.Y("net_generation:Q").stack("normalize"),
color="source:N"
)
Границы осей
Границы осей по умолчанию зависят от типа данных. Для более точной настройки используется метод scale каналов осей. Рассмотрим пример:
import altair as alt
from altair.datasets import data
cars = data.cars.url
alt.Chart(cars).mark_point().encode(
x='Acceleration:Q',
y='Horsepower:Q'
)
Altair наследует соглашение Vega-Lite включать ноль в количественные оси. Для отключения этого поведения задайте zero=False в scale канала X:
alt.Chart(cars).mark_point().encode(
alt.X('Acceleration:Q').scale(zero=False),
y='Horsepower:Q'
)
Точные границы задаются свойством шкалы domain:
alt.Chart(cars).mark_point().encode(
alt.X('Acceleration:Q').scale(domain=(5, 20)),
y='Horsepower:Q'
)
Однако за границами шкалы всё ещё есть данные. Один вариант — обрезать их отображение, задав примитиву clip=True:
alt.Chart(cars).mark_point(clip=True).encode(
alt.X('Acceleration:Q').scale(domain=(5, 20)),
y='Horsepower:Q'
)
Другой вариант — ограничить координаты: clamp перемещает точки за пределами диапазона к его краю:
alt.Chart(cars).mark_point().encode(
alt.X('Acceleration:Q').scale(domain=(5, 20), clamp=True),
y='Horsepower:Q'
).interactive()
В интерактивной диаграмме ограничение действует динамически. Это позволяет сохранять представление о выбросах при перемещении и масштабировании.
Подписи осей
Altair позволяет настраивать внешний вид подписей осей. Рассмотрим диаграмму:
import pandas as pd
df = pd.DataFrame(
{'x': [0.03, 0.04, 0.05, 0.12, 0.07, 0.15],
'y': [10, 35, 39, 50, 24, 35]
})
alt.Chart(df).mark_circle().encode(
x='x',
y='y'
)
Метод axis каналов X и Y принимает настройки подписей, а title задаёт заголовок. Здесь значения x форматируются как проценты, а значения y — как суммы в долларах:
alt.Chart(df).mark_circle().encode(
alt.X('x').axis(format='%').title('percentage'),
alt.Y('y').axis(format='$').title('dollar amount')
)
Подписи можно убрать:
alt.Chart(df).mark_circle().encode(
alt.X('x').axis(labels=False),
alt.Y('y').axis(labels=False)
)
Заголовок оси можно также повернуть:
alt.Chart(df).mark_circle().encode(
alt.X('x').axis(title="x"),
alt.Y('y').axis(
title="Y Axis Title",
titleAngle=0,
titleAlign="left",
titleY=-2,
titleX=0,
)
)
Доступны и другие коды форматирования; их перечень приведён в документации d3-format.
Легенда
При передаче color, shape или size методу encode легенда добавляется автоматически. Здесь используется color:
import altair as alt
from altair.datasets import data
cars = data.cars()
alt.Chart(cars).mark_point().encode(
x='Horsepower:Q',
y='Miles_per_Gallon:Q',
color='Origin:N'
)
Для настройки легенды используйте класс Color и его метод legend. У каналов shape и size есть соответствующие классы.
Настройки легенды соответствуют свойствам объекта Legend: он управляет многими аспектами её оформления. Например, аргумент orient меняет положение:
import altair as alt
from altair.datasets import data
cars = data.cars()
alt.Chart(cars).mark_point().encode(
x='Horsepower:Q',
y='Miles_per_Gallon:Q',
color=alt.Color('Origin:N').legend(orient="left")
)
Заголовок можно задать коротким методом title или аргументом title внутри legend:
import altair as alt
from altair.datasets import data
cars = data.cars()
alt.Chart(cars).mark_point().encode(
x='Horsepower:Q',
y='Miles_per_Gallon:Q',
color=alt.Color('Origin:N').title("Origin")
)
Передав пустое значение None, можно полностью убрать легенду:
import altair as alt
from altair.datasets import data
cars = data.cars()
alt.Chart(cars).mark_point().encode(
x='Horsepower:Q',
y='Miles_per_Gallon:Q',
color=alt.Color('Origin:N').legend(None),
)
Удаление рамки диаграммы
Обычная диаграмма Altair имеет сетку и внешнюю рамку. Чтобы убрать границы, нужно отключить обе. Начнём с диаграммы рассеяния:
import altair as alt
from altair.datasets import data
cars = data.cars()
alt.Chart(cars).mark_point().encode(
x='Horsepower:Q',
y='Miles_per_Gallon:Q',
color='Origin:N'
)
Сначала уберём сетку методом configure_axis:
import altair as alt
from altair.datasets import data
cars = data.cars()
alt.Chart(cars).mark_point().encode(
x='Horsepower:Q',
y='Miles_per_Gallon:Q',
color='Origin:N'
).configure_axis(
grid=False
)
Внутренние линии исчезли, но внешняя рамка осталась. Уберём её, задав stroke=None в configure_view. Также подходят strokeWidth=0 и strokeOpacity=0:
import altair as alt
from altair.datasets import data
cars = data.cars()
alt.Chart(cars).mark_point().encode(
x='Horsepower:Q',
y='Miles_per_Gallon:Q',
color='Origin:N'
).configure_axis(
grid=False
).configure_view(
stroke=None
)
Для полного удаления границ и осей совместите эти настройки с axis=None в кодированиях:
import altair as alt
from altair.datasets import data
cars = data.cars()
alt.Chart(cars).mark_point().encode(
alt.X('Horsepower:Q').axis(None),
alt.Y('Miles_per_Gallon:Q').axis(None),
color='Origin:N'
).configure_axis(
grid=False
).configure_view(
stroke=None
)
Цвета
Как описано в разделе типов данных, легенд и шкал, Altair выбирает цветовую схему по типу данных канала цвета. Настройки изменяются методом scale класса Color.
Цветовые схемы
Altair содержит именованные цветовые схемы Vega для категориальных и последовательных данных. Полная галерея приведена в документации Vega. Имя схемы передаётся аргументу scheme метода scale:
import altair as alt
from altair.datasets import data
cars = data.cars()
alt.Chart(cars).mark_point().encode(
x='Horsepower',
y='Miles_per_Gallon',
color=alt.Color('Acceleration').scale(scheme="lightgreyred")
)
Эта схема выделяет точки на одном конце шкалы, оставляя остальные приглушёнными. Чтобы красным выделялись меньшие значения Acceleration, изменим направление схемы с помощью reverse:
alt.Chart(cars).mark_point().encode(
x='Horsepower',
y='Miles_per_Gallon',
color=alt.Color('Acceleration').scale(scheme="lightgreyred", reverse=True)
)
Область определения и диапазон цветов
Собственная цветовая шкала задаётся аргументами domain и range метода scale: первый содержит значения данных, второй — цвета. Это работает с непрерывными шкалами, позволяя выделять конкретные диапазоны:
domain = [5, 8, 10, 12, 25]
range_ = ['#9cc8e2', '#9cc8e2', 'red', '#5ba3cf', '#125ca4']
alt.Chart(cars).mark_point().encode(
x='Horsepower',
y='Miles_per_Gallon',
color=alt.Color('Acceleration').scale(domain=domain, range=range_)
)
И с дискретными шкалами:
domain = ['Europe', "Japan", "USA"]
range_ = ['seagreen', 'firebrick', 'rebeccapurple']
alt.Chart(cars).mark_point().encode(
x='Horsepower',
y='Miles_per_Gallon',
color=alt.Color('Origin').scale(domain=domain, range=range_)
)
Непосредственные значения цветов
Шкала переводит исходные значения в цвета. Если данные уже содержат названия или коды цветов, используйте scale(None) для их непосредственного отображения:
import pandas as pd
import altair as alt
data = pd.DataFrame({
'x': range(6),
'color': ['red', 'steelblue', 'chartreuse', '#F4D03F', '#D35400', '#7D3C98']
})
alt.Chart(data).mark_point(
filled=True,
size=100
).encode(
x='x',
color=alt.Color('color').scale(None)
)
Ширина столбцов
Ширина столбцов задаётся свойством size метода mark_bar:
import altair as alt
import pandas as pd
data = pd.DataFrame({'name': ['a', 'b'], 'value': [4, 10]})
alt.Chart(data).mark_bar(size=10).encode(
x='name:O',
y='value:Q'
)
Однако mark_bar(size=10) изменяет только ширину самих столбцов. Ширина диаграммы может не подстроиться под них:
alt.Chart(data).mark_bar(size=30).encode(
x='name:O',
y='value:Q'
)
Поэтому часто удобнее задавать ширину всей диаграммы относительно числа категорий через Step. Пример приведён ниже.
Размер диаграммы
Размер задаётся свойствами width и height:
import altair as alt
from altair.datasets import data
cars = data.cars()
alt.Chart(cars).mark_bar().encode(
x='Origin',
y='count()'
).properties(
width=200,
height=150
)
Для фасетных и других составных диаграмм эти размеры относятся к отдельной поддиаграмме, а не ко всей композиции:
alt.Chart(cars).mark_bar().encode(
x='Origin',
y='count()',
column='Cylinders:Q'
).properties(
width=100,
height=100
).resolve_scale(
x='independent'
)
Чтобы размер зависел от числа категорий, задайте через Step ширину или высоту одной категории:
alt.Chart(cars).mark_bar().encode(
x='Origin',
y='count()',
column='Cylinders:Q'
).properties(
width=alt.Step(35),
height=100
).resolve_scale(
x='independent'
)
Чтобы диаграмма реагировала на размер HTML-страницы или контейнера, задайте width или height строкой "container":
alt.Chart(cars).mark_bar().encode(
x='Origin',
y='count()',
).properties(
width='container',
height=200
)
Размер родительского элемента должен определяться независимо от диаграммы. Например, у <div> может быть стиль width: 100%; height: 300px.
Темы диаграмм
Этот материал существенно изменился с выходом Altair
5.5.0.
Реестр тем Altair позволяет применять настройки диаграмм глобально в сеансе Python. Модуль altair.theme предоставляет вспомогательные функции для работы с реестром.
Каждая тема — функция, определяющая словарь спецификации, который добавляется к создаваемым диаграммам. Например, стандартная тема задаёт размеры отдельной диаграммы:
>>> import altair as alt
>>> default = alt.theme.get()
>>> default()
{'config': {'view': {'continuousWidth': 300, 'continuousHeight': 300}}}
Настройки темы добавляются в спецификацию каждой созданной диаграммы:
import altair as alt
from altair.datasets import data
chart = alt.Chart(data.cars.url).mark_point().encode(
x='Horsepower:Q',
y='Miles_per_Gallon:Q'
)
chart.to_dict()
Они отражаются и в отображаемой диаграмме:
chart
Изменение темы
Функция altair.theme.enable включает другую тему на весь сеанс Python. Например, Altair содержит тему с непрозрачным фоном:
alt.theme.enable('opaque')
chart.to_dict()
chart
Фон стал белым. Тема 'none' отключает тему:
alt.theme.enable('none')
chart.to_dict()
chart
Поскольку настройки области отображения не заданы, диаграмма меньше, чем при стандартной теме.
Чтобы применить тему только к одной диаграмме, временно включите её конструкцией with:
with alt.theme.enable('default'):
spec = chart.to_json()
Преобразование или сохранение диаграммы должно выполняться внутри блока
with: например, черезto_dict,to_jsonилиsave. См. issue #3586.
Встроенные темы
Сейчас Altair предлагает немного собственных встроенных тем; в будущем планируется добавить больше вариантов.
Познакомиться с темами, унаследованными от Vega Themes, можно в демонстрации ниже:
Показать демонстрацию тем Vega-Altair
Собственная тема
Тема — функция, возвращающая словарь настроек по умолчанию, который добавляется к спецификации при отображении.
Функция altair.theme.register позволяет зарегистрировать и включить тему непосредственно при её определении. Например, создадим тему с чёрной заливкой всех примитивов, если не задана другая:
import altair as alt
from altair.datasets import data
# define, register and enable theme
@alt.theme.register("black_marks", enable=True)
def black_marks() -> alt.theme.ThemeConfig:
return {
"config": {
"view": {"continuousWidth": 300, "continuousHeight": 300},
"mark": {"color": "black", "fill": "black"},
}
}
# draw the chart
cars = data.cars.url
alt.Chart(cars).mark_point().encode(
x='Horsepower:Q',
y='Miles_per_Gallon:Q'
)
Для возвращения стандартной темы выполните:
alt.themes.enable('default')
При разработке темы следующий код позволяет проверить её на разных диаграммах и примитивах:
Показать код демонстрации тем Vega-Altair
from __future__ import annotations
def alt_theme_test() -> ChartType:
import altair as alt
from altair.datasets import data
us_10m = data.us_10m.url
unemployment = data.unemployment.url
movies = data.movies.url
barley = data.barley.url
iowa_electricity = data.iowa_electricity.url
common_data = alt.InlineData(
[
{"Index": 1, "Value": 28, "Position": 1, "Category": "A"},
{"Index": 2, "Value": 55, "Position": 2, "Category": "A"},
{"Index": 3, "Value": 43, "Position": 3, "Category": "A"},
{"Index": 4, "Value": 91, "Position": 4, "Category": "A"},
{"Index": 5, "Value": 81, "Position": 5, "Category": "A"},
{"Index": 6, "Value": 53, "Position": 6, "Category": "A"},
{"Index": 7, "Value": 19, "Position": 1, "Category": "B"},
{"Index": 8, "Value": 87, "Position": 2, "Category": "B"},
{"Index": 9, "Value": 52, "Position": 3, "Category": "B"},
{"Index": 10, "Value": 48, "Position": 4, "Category": "B"},
{"Index": 11, "Value": 24, "Position": 5, "Category": "B"},
{"Index": 12, "Value": 49, "Position": 6, "Category": "B"},
{"Index": 13, "Value": 87, "Position": 1, "Category": "C"},
{"Index": 14, "Value": 66, "Position": 2, "Category": "C"},
{"Index": 15, "Value": 17, "Position": 3, "Category": "C"},
{"Index": 16, "Value": 27, "Position": 4, "Category": "C"},
{"Index": 17, "Value": 68, "Position": 5, "Category": "C"},
{"Index": 18, "Value": 16, "Position": 6, "Category": "C"},
]
)
HEIGHT_SMALL = 140
STANDARD = 180
WIDTH_GEO = int(STANDARD * 1.667)
bar = (
alt.Chart(common_data, height=HEIGHT_SMALL, width=STANDARD, title="Bar")
.mark_bar()
.encode(
x=alt.X("Index:O").axis(offset=1), y=alt.Y("Value:Q"), tooltip="Value:Q"
)
.transform_filter(alt.datum["Index"] <= 9)
)
line = (
alt.Chart(common_data, height=HEIGHT_SMALL, width=STANDARD, title="Line")
.mark_line()
.encode(
x=alt.X("Position:O").axis(grid=False),
y=alt.Y("Value:Q").axis(grid=False),
color=alt.Color("Category:N").legend(None),
tooltip=["Index:O", "Value:Q", "Position:O", "Category:N"],
)
)
point_shape = (
alt.Chart(
common_data, height=HEIGHT_SMALL, width=STANDARD, title="Point (Shape)"
)
.mark_point()
.encode(
x=alt.X("Position:O").axis(grid=False),
y=alt.Y("Value:Q").axis(grid=False),
shape=alt.Shape("Category:N").legend(None),
color=alt.Color("Category:N").legend(None),
tooltip=["Index:O", "Value:Q", "Position:O", "Category:N"],
)
)
point = (
alt.Chart(movies, height=STANDARD, width=STANDARD, title="Point")
.mark_point(tooltip=True)
.transform_filter(alt.datum["IMDB Rating"] != None)
.transform_filter(
alt.FieldRangePredicate("Release Date", [None, alt.DateTime(year=2019)])
)
.transform_joinaggregate(Average_Rating="mean(IMDB Rating)")
.transform_calculate(
Rating_Delta=alt.datum["IMDB Rating"] - alt.datum.Average_Rating
)
.encode(
x=alt.X("Release Date:T").title("Release Date"),
y=alt.Y("Rating_Delta:Q").title("Rating Delta"),
color=alt.Color("Rating_Delta:Q").title("Rating Delta").scale(domainMid=0),
)
)
bar_stack = (
alt.Chart(barley, height=STANDARD, width=STANDARD, title="Bar (Stacked)")
.mark_bar(tooltip=True)
.encode(
x="sum(yield):Q",
y=alt.Y("variety:N"),
color=alt.Color("site:N").legend(orient="bottom", columns=2),
)
)
area = (
alt.Chart(iowa_electricity, height=STANDARD, width=STANDARD, title="Area")
.mark_area(tooltip=True)
.encode(
x=alt.X("year:T").title("Year"),
y=alt.Y("net_generation:Q")
.title("Share of net generation")
.stack("normalize")
.axis(format=".0%"),
color=alt.Color("source:N")
.title("Electricity source")
.legend(orient="bottom", columns=2),
)
)
geoshape = (
alt.Chart(
alt.topo_feature(us_10m, "counties"),
height=STANDARD,
width=WIDTH_GEO,
title=alt.Title("Geoshape", subtitle="Unemployment rate per county"),
)
.mark_geoshape(tooltip=True)
.encode(color="rate:Q")
.transform_lookup(
"id", alt.LookupData(alt.UrlData(unemployment), "id", ["rate"])
)
.project(type="albersUsa")
)
compound_chart = (
(bar | line | point_shape) & (point | bar_stack) & (area | geoshape)
).properties(
title=alt.Title(
"Vega-Altair Theme Test",
fontSize=20,
subtitle="Adapted from https://vega.github.io/vega-themes/",
)
)
return compound_chart
Другие идеи представлены в репозитории Vega Themes.
Локализация
Форматы чисел, дат и валют зависят от языка и региональных соглашений. Vega-Altair использует поддержку локализации D3. Настройки задаются глобальной функцией alt.renderers.set_embed_options.
Аргументы format_locale и time_format_locale принимают словари форматов D3 или имена готовых локалей. Здесь для валют и дат используется итальянская локаль it-IT:
import altair as alt
from altair.datasets import data
alt.renderers.set_embed_options(format_locale="it-IT", time_format_locale="it-IT")
source = data.stocks.url
chart = alt.Chart(source).mark_area().transform_filter('year(datum.date) == 2009').encode(
x='date:T',
y=alt.Y('price:Q', axis=alt.Axis(format="$.0f")),
color='symbol:N'
)
chart
Списки доступных локалей числовых форматов и форматов дат представлены в пакетах d3-format и d3-time-format соответственно.
Настройки локализации сохраняются при сохранении диаграммы.
Глобальные свойства
format_localeиtime_format_localeдействуют на весь сеанс, а не на отдельные диаграммы. Для возврата к стандартной американской английской локали используйте:
alt.renderers.set_embed_options(format_locale="en-US", time_format_locale="en-US")