remove converter script
[PyX/mjg.git] / manual / graph.rst
blob5cfdb04ba287f4c6d32931da212dbd9a76e76060
2 .. _graph:
4 ******
5 Graphs
6 ******
9 Introduction
10 ============
12 PyX can be used for data and function plotting. At present x-y-graphs and
13 x-y-z-graphs are supported only. However, the component architecture of the
14 graph system described in section :ref:`graph:components` allows for additional
15 graph geometries while reusing most of the existing components.
17 .. % {{{
19 Creating a graph splits into two basic steps. First you have to create a graph
20 instance. The most simple form would look like::
22    from pyx import *
23    g = graph.graphxy(width=8)
25 The graph instance ``g`` created in this example can then be used to actually
26 plot something into the graph. Suppose you have some data in a file
27 :file:`graph.dat` you want to plot. The content of the file could look like:
30 .. include:: ../includes/graph.dat
31    :literal:
33 To plot these data into the graph ``g`` you must perform::
35    g.plot(graph.data.file("graph.dat", x=1, y=2))
37 The method :meth:`plot` takes the data to be plotted and optionally a list of
38 graph styles to be used to plot the data. When no styles are provided, a default
39 style defined by the data instance is used. For data read from a file by an
40 instance of :class:`graph.data.file`, the default are symbols. When
41 instantiating :class:`graph.data.file`, you not only specify the file name, but
42 also a mapping from columns to axis names and other information the styles might
43 make use of (*e.g.* data for error bars to be used by the errorbar style).
45 While the graph is already created by that, we still need to perform a write of
46 the result into a file. Since the graph instance is a canvas, we can just call
47 its :meth:`writeEPSfile` method.  ::
49    g.writeEPSfile("graph")
51 The result :file:`graph.eps` is shown in figure :ref:`fig:graph`.
53 .. % DUMMY
54 .. _fig_label:
55 .. figure:: graph.*
56    :align:  center
59 .. centered:: A minimalistic plot for the data from file :file:`graph.dat`.
61 Instead of plotting data from a file, other data source are available as well.
62 For example function data is created and placed into :meth:`plot` by the
63 following line::
65    g.plot(graph.data.function("y(x)=x**2"))
67 You can plot different data in a single graph by calling :meth:`plot` several
68 times before :meth:`writeEPSfile` or :meth:`writePDFfile`. Note that a calling
69 :meth:`plot` will fail once a graph was forced to "finish" itself. This happens
70 automatically, when the graph is written to a file. Thus it is not an option to
71 call :meth:`plot` after :meth:`writeEPSfile` or :meth:`writePDFfile`. The topic
72 of the finalization of a graph is addressed in more detail in section
73 :ref:`graph:graph`. As you can see in figure :ref:`fig:graph2`, a function is
74 plotted as a line by default.
76 .. % DUMMY
77 .. _fig_label:
78 .. figure:: graph2.*
79    :align:  center
82 .. centered:: Plotting data from a file together with a function.
84 While the axes ranges got adjusted automatically in the previous example, they
85 might be fixed by keyword options in axes constructors. Plotting only a function
86 will need such a setting at least in the variable coordinate. The following code
87 also shows how to set a logathmic axis in y-direction:
90 .. include:: ../includes/graph3.py
91    :literal:
93 The result is shown in figure :ref:`fig:graph3`.
95 .. % DUMMY
96 .. _fig_label:
97 .. figure:: graph3.*
98    :align:  center
101 .. centered:: Plotting a function for a given axis range and use a logarithmic y-axis.
104 Component architecture
105 ======================
107 .. % {{{
109 .. _graph:components:
111 Creating a graph involves a variety of tasks, which thus can be separated into
112 components without significant additional costs. This structure manifests itself
113 also in the PyX source, where there are different modules for the different
114 tasks. They interact by some well-defined interfaces. They certainly have to be
115 completed and stabilized in their details, but the basic structure came up in
116 the continuous development quite clearly. The basic parts of a graph are:
118 graph
119    Defines the geometry of the graph by means of graph coordinates with range
120    [0:1]. Keeps lists of plotted data, axes *etc.*
122 data
123    Produces or prepares data to be plotted in graphs.
125 style
126    Performs the plotting of the data into the graph. It gets data, converts them
127    via the axes into graph coordinates and uses the graph to finally plot the data
128    with respect to the graph geometry methods.
131    Responsible for the graph keys.
133 axis
134    Creates axes for the graph, which take care of the mapping from data values to
135    graph coordinates. Because axes are also responsible for creating ticks and
136    labels, showing up in the graph themselves and other things, this task is
137    splitted into several independent subtasks. Axes are discussed separately in
138    chapter :ref:`axis`.
140 .. % }}}
143 Module :mod:`graph.graph`: Graphs
144 =================================
146 .. % {{{
148 .. _graph:graph:
150 .. module:: graph.graph
151    :synopsis: Graph geometry
154 The classes :class:`graphxy` and :class:`graphxyz` are part of the module
155 :mod:`graph.graph`. However, there are shortcuts to access the classes via
156 ``graph.graphxy`` and ``graph.graphxyz``, respectively.
159 .. class:: graphxy(xpos=0, ypos=0, width=None, height=None, ratio=goldenmean, key=None, backgroundattrs=None, axesdist=0.8*unit.v_cm, xaxisat=None, yaxisat=None, **axes)
161    This class provides an x-y-graph. A graph instance is also a fully functional
162    canvas.
164    The position of the graph on its own canvas is specified by *xpos* and *ypos*.
165    The size of the graph is specified by *width*, *height*, and *ratio*. These
166    parameters define the size of the graph area not taking into account the
167    additional space needed for the axes. Note that you have to specify at least
168    *width* or *height*. *ratio* will be used as the ratio between *width* and
169    *height* when only one of these is provided.
171    *key* can be set to a :class:`graph.key.key` instance to create an automatic
172    graph key. ``None`` omits the graph key.
174    *backgroundattrs* is a list of attributes for drawing the background of the
175    graph. Allowed are decorators, strokestyles, and fillstyles. ``None`` disables
176    background drawing.
178    *axisdist* is the distance between axes drawn at the same side of a graph.
180    *xaxisat* and *yaxisat* specify a value at the y and x axis, where the
181    corresponding axis should be moved to. It's a shortcut for corresonding calls of
182    :meth:`axisatv` described below. Moving an axis by *xaxisat* or *yaxisat*
183    disables the automatic creation of a linked axis at the opposite side of the
184    graph.
186    *\*\*axes* receives axes instances. Allowed keywords (axes names) are ``x``,
187    ``x2``, ``x3``, *etc.* and ``y``, ``y2``, ``y3``, *etc.* When not providing an
188    ``x`` or ``y`` axis, linear axes instances will be used automatically. When not
189    providing a ``x2`` or ``y2`` axis, linked axes to the ``x`` and ``y`` axes are
190    created automatically and *vice versa*. As an exception, a linked axis is not
191    created automatically when the axis is placed at a specific position by
192    *xaxisat* or *yaxisat*. You can disable the automatic creation of axes by
193    setting the linked axes to ``None``. The even numbered axes are plotted at the
194    top (``x`` axes) and right (``y`` axes) while the others are plotted at the
195    bottom (``x`` axes) and left (``y`` axes) in ascending order each.
197 Some instance attributes might be useful for outside read-access. Those are:
200 .. attribute:: graphxy.axes
202    A dictionary mapping axes names to the :class:`anchoredaxis` instances.
204 To actually plot something into the graph, the following instance method
205 :meth:`plot` is provided:
208 .. method:: graphxy.plot(data, styles=None)
210    Adds *data* to the list of data to be plotted. Sets *styles* to be used for
211    plotting the data. When *styles* is ``None``, the default styles for the data as
212    provided by *data* is used.
214    *data* should be an instance of any of the data described in section
215    :ref:`graph:data`.
217    When the same combination of styles (*i.e.* the same references) are used
218    several times within the same graph instance, the styles are kindly asked by the
219    graph to iterate their appearance. Its up to the styles how this is performed.
221    Instead of calling the plot method several times with different *data* but the
222    same style, you can use a list (or something iterateable) for *data*.
224 While a graph instance only collects data initially, at a certain point it must
225 create the whole plot. Once this is done, further calls of :meth:`plot` will
226 fail. Usually you do not need to take care about the finalization of the graph,
227 because it happens automatically once you write the plot into a file. However,
228 sometimes position methods (described below) are nice to be accessible. For
229 that, at least the layout of the graph must have been finished. By calling the
230 :meth:`do`\ -methods yourself you can also alter the order in which the graph
231 components are plotted. Multiple calls to any of the :meth:`do`\ -methods have
232 no effect (only the first call counts). The orginal order in which the
233 :meth:`do`\ -methods are called is:
236 .. method:: graphxy.dolayout()
238    Fixes the layout of the graph. As part of this work, the ranges of the axes are
239    fitted to the data when the axes ranges are allowed to adjust themselves to the
240    data ranges. The other :meth:`do`\ -methods ensure, that this method is always
241    called first.
244 .. method:: graphxy.dobackground()
246    Draws the background.
249 .. method:: graphxy.doaxes()
251    Inserts the axes.
254 .. method:: graphxy.doplotitem(plotitem)
256    Plots the plotitem as returned by the graphs plot method.
259 .. method:: graphxy.doplot()
261    Plots all (remaining) plotitems.
264 .. method:: graphxy.dokeyitem()
266    Inserts a plotitem in the graph key as returned by the graphs plot method.
269 .. method:: graphxy.dokey()
271    Inserts the graph key.
274 .. method:: graphxy.finish()
276    Finishes the graph by calling all pending :meth:`do`\ -methods. This is done
277    automatically, when the output is created.
279 The graph provides some methods to access its geometry:
282 .. method:: graphxy.pos(x, y, xaxis=None, yaxis=None)
284    Returns the given point at *x* and *y* as a tuple ``(xpos, ypos)`` at the graph
285    canvas. *x* and *y* are anchoredaxis instances for the two axes *xaxis* and
286    *yaxis*. When *xaxis* or *yaxis* are ``None``, the axes with names ``x`` and
287    ``y`` are used. This method fails if called before :meth:`dolayout`.
290 .. method:: graphxy.vpos(vx, vy)
292    Returns the given point at *vx* and *vy* as a tuple ``(xpos, ypos)`` at the
293    graph canvas. *vx* and *vy* are graph coordinates with range [0:1].
296 .. method:: graphxy.vgeodesic(vx1, vy1, vx2, vy2)
298    Returns the geodesic between points *vx1*, *vy1* and *vx2*, *vy2* as a path. All
299    parameters are in graph coordinates with range [0:1]. For :class:`graphxy` this
300    is a straight line.
303 .. method:: graphxy.vgeodesic_el(vx1, vy1, vx2, vy2)
305    Like :meth:`vgeodesic` but this method returns the path element to connect the
306    two points.
308 .. index::
309    single: xbasepath()@xbasepath() (graphxy method)
310    single: xvbasepath()@xvbasepath() (graphxy method)
311    single: xgridpath()@xgridpath() (graphxy method)
312    single: xvgridpath()@xvgridpath() (graphxy method)
313    single: xtickpoint()@xtickpoint() (graphxy method)
314    single: xvtickpoint()@xvtickpoint() (graphxy method)
315    single: xtickdirection()@xtickdirection() (graphxy method)
316    single: xvtickdirection()@xvtickdirection() (graphxy method)
317    single: ybasepath()@ybasepath() (graphxy method)
318    single: yvbasepath()@yvbasepath() (graphxy method)
319    single: ygridpath()@ygridpath() (graphxy method)
320    single: yvgridpath()@yvgridpath() (graphxy method)
321    single: ytickpoint()@ytickpoint() (graphxy method)
322    single: yvtickpoint()@yvtickpoint() (graphxy method)
323    single: ytickdirection()@ytickdirection() (graphxy method)
324    single: yvtickdirection()@yvtickdirection() (graphxy method)
326 .. % dirty hack to add a whole list of methods to the index:
328 Further geometry information is available by the :attr:`axes` instance variable,
329 with is a dictionary mapping axis names to :class:`anchoredaxis` instances.
330 Shortcuts to the anchoredaxis positioner methods for the ``x``\ - and ``y``\
331 -axis become available after :meth:`dolayout` as :class:`graphxy` methods
332 ``Xbasepath``, ``Xvbasepath``, ``Xgridpath``, ``Xvgridpath``, ``Xtickpoint``,
333 ``Xvtickpoint``, ``Xtickdirection``, and ``Xvtickdirection`` where the prefix
334 ``X`` stands for ``x`` and ``y``.
337 .. method:: graphxy.axistrafo(axis, t)
339    This method can be used to apply a transformation *t* to an
340    :class:`anchoredaxis` instance *axis* to modify the axis position and the like.
341    This method fails when called on a not yet finished axis, i.e. it should be used
342    after :meth:`dolayout`.
345 .. method:: graphxy.axisatv(axis, v)
347    This method calls :meth:`axistrafo` with a transformation to move the axis
348    *axis* to a graph position *v* (in graph coordinates).
350 The class :class:`graphxyz` is very similar to the :class:`graphxy` class,
351 except for its additional dimension. In the following documentation only the
352 differences to the :class:`graphxy` class are described.
355 .. class:: graphxyz(xpos=0, ypos=0, size=None, xscale=1, yscale=1, zscale=1/goldenmean, projector=central(10, -30, 30), key=None, **axes)
357    This class provides an x-y-z-graph.
359    The position of the graph on its own canvas is specified by *xpos* and *ypos*.
360    The size of the graph is specified by *size* and the length factors *xscale*,
361    *yscale*, and *zscale*. The final size of the graph depends on the projector
362    *projector*, which is called with ``x``, ``y``, and ``z`` values up to *xscale*,
363    *yscale*, and  *zscale* respectively and scaling the result by *size*. For a
364    parallel projector changing *size* is thus identical to changing *xscale*,
365    *yscale*, and *zscale* by the same factor. For the central projector the
366    projectors internal distance would also need to be changed by this factor. Thus
367    *size* changes the size of the whole graph without changing the projection.
369    *projector* defines the conversion of 3d coordinates to 2d coordinates. It can
370    be an instance of :class:`central` or :class:`parallel` described below.
372    *\*\*axes* receives axes instances as for :class:`graphxyz`. The graphxyz allows
373    for 4 axes per graph dimension ``x``, ``x2``, ``x3``, ``x4``, ``y``, ``y2``,
374    ``y3``, ``y4``, ``z``, ``z2``, ``z3``, and ``z4``. The x-y-plane is the
375    horizontal plane at the bottom and the ``x``, ``x2``, ``y``, and ``y2`` axes are
376    placed at the boundary of this plane with ``x`` and ``y`` always being in front.
377    ``x3``, ``x4``, ``y3``, and ``y4`` are handled similar, but for the top plane of
378    the graph. The ``z`` axis is placed at the origin of the ``x`` and ``y``
379    dimension, whereas ``z2`` is placed at the final point of the ``x`` dimension,
380    ``z3`` at the final point of the ``y`` dimension and ``z4`` at the final point
381    of the ``x`` and ``y`` dimension together.
384 .. attribute:: graphxyz.central
386    The central attribute of the graphxyz is the :class:`central` class. See the
387    class description below.
390 .. attribute:: graphxyz.parallel
392    The parallel attribute of the graphxyz is the :class:`parallel` class. See the
393    class description below.
395 Regarding the 3d to 2d transformation the methods :meth:`pos`, :meth:`vpos`,
396 :meth:`vgeodesic`, and :meth:`vgeodesic_el` are available as for class
397 :class:`graphxy` and just take an additional argument for the dimension. Note
398 that a similar transformation method (3d to 2d) is available as part of the
399 projector as well already, but only the graph acknowledges its size, the scaling
400 and the internal tranformation of the graph coordinates to the scaled
401 coordinates. As the projector also implements a :meth:`zindex` and a
402 :meth:`angle` method, those are also available at the graph level in the graph
403 coordinate variant (i.e. having an additional v in its name and using values
404 from 0 to 1 per dimension).
407 .. method:: graphxyz.vzindex(vx, vy, vz)
409    The depths of the point defined by *vx*, *vy*, and *vz* scaled to a range [-1:1]
410    where 1 in closed to the viewer. All arguments passed to the method are in graph
411    coordinates with range [0:1].
414 .. method:: graphxyz.vangle(vx1, vy1, vz1, vx2, vy2, vz2, vx3, vy3, vz3)
416    The cosine of the angle of the view ray thru point ``(vx1, vy1, vz1)`` and the
417    plane defined by the points ``(vx1, vy1, vz1)``, ``(vx2, vy2, vz2)``, and
418    ``(vx3, vy3, vz3)``. All arguments passed to the method are in graph coordinates
419    with range [0:1].
421 There are two projector classes :class:`central` and :class:`parallel`:
424 .. class:: central(distance, phi, theta, anglefactor=math.pi/180)
426    Instances of this class implement a central projection for the given parameters.
428    *distance* is the distance of the viewer from the origin. Note that the
429    :class:`graphxyz` class uses the range ``-xscale`` to ``xscale``, ``-yscale`` to
430    ``yscale``, and ``-zscale`` to ``zscale`` for the coordinates ``x``, ``y``, and
431    ``z``. As those scales are of the order of one (by default), the distance should
432    be of the order of 10 to give nice results. Smaller distances increase the
433    central projection character while for huge distances the central projection
434    becomes identical to the parallel projection.
436    ``phi`` is the angle of the viewer in the x-y-plane and ``theta`` is the angle
437    of the viewer to the x-y-plane. The standard notation for spheric coordinates
438    are used. The angles are multiplied by *anglefactor* which is initialized to do
439    a degree in radiant transformation such that you can specify ``phi`` and
440    ``theta`` in degree while the internal computation is always done in radiants.
443 .. class:: parallel(phi, theta, anglefactor=math.pi/180)
445    Instances of this class implement a parallel projection for the given
446    parameters. There is no distance for that transformation (compared to the
447    central projection). All other parameters are identical to the :class:`central`
448    class.
450 .. % }}}
453 Module :mod:`graph.data`: Data
454 ==============================
456 .. % {{{
458 .. _graph:data:
460 .. module:: graph.data
461    :synopsis: Graph data
464 The following classes provide data for the :meth:`plot` method of a graph. The
465 classes are implemented in :mod:`graph.data`.
468 .. class:: file(filename, commentpattern=defaultcommentpattern, columnpattern=defaultcolumnpattern, stringpattern=defaultstringpattern, skiphead=0, skiptail=0, every=1, title=notitle, context={}, copy=1, replacedollar=1, columncallback="__column__", **columns)
470    This class reads data from a file and makes them available to the graph system.
471    *filename* is the name of the file to be read. The data should be organized in
472    columns.
474    The arguments *commentpattern*, *columnpattern*, and *stringpattern* are
475    responsible for identifying the data in each line of the file. Lines matching
476    *commentpattern* are ignored except for the column name search of the last non-
477    empty comment line before the data. By default a line starting with one of the
478    characters ``'#'``, ``'%'``, or ``'!'`` as well as an empty line is treated as a
479    comment.
481    A non-comment line is analysed by repeatedly matching *stringpattern* and,
482    whenever the stringpattern does not match, by *columnpattern*. When the
483    *stringpattern* matches, the result is taken as the value for the next column
484    without further transformations. When *columnpattern* matches, it is tried to
485    convert the result to a float. When this fails the result is taken as a string
486    as well. By default, you can write strings with spaces surrounded by ``'"'``
487    immediately surrounded by spaces or begin/end of line in the data file.
488    Otherwise ``'"'`` is not taken to be special.
490    *skiphead* and *skiptail* are numbers of data lines to be ignored at the
491    beginning and end of the file while *every* selects only every *every* line from
492    the data.
494    *title* is the title of the data to be used in the graph key. A default title is
495    constructed out of *filename* and *\*\*columns*. You may set *title* to ``None``
496    to disable the title.
498    Finally, *columns* define columns out of the existing columns from the file by a
499    column number or a mathematical expression (see below). When *copy* is set the
500    names of the columns in the file (file column names) and the freshly created
501    columns having the names of the dictionary key (data column names) are passed as
502    data to the graph styles. The data columns may hide file columns when names are
503    equal. For unset *copy* the file columns are not available to the graph styles.
505    File column names occur when the data file contains a comment line immediately
506    in front of the data (except for empty or empty comment lines). This line will
507    be parsed skipping the matched comment identifier as if the line would be
508    regular data, but it will not be converted to floats even if it would be
509    possible to convert the items. The result is taken as file column names, *i.e.*
510    a string representation for the columns in the file.
512    The values of *\*\*columns* can refer to column numbers in the file starting at
513    ``1``. The column ``0`` is also available and contains the line number starting
514    from ``1`` not counting comment lines, but lines skipped by *skiphead*,
515    *skiptail*, and *every*. Furthermore values of *\*\*columns* can be strings:
516    file column names or complex mathematical expressions. To refer to columns
517    within mathematical expressions you can also use file column names when they are
518    valid variable identifiers. Equal named items in context will then be hidden.
519    Alternatively columns can be access by the syntax ``$<number>`` when
520    *replacedollar* is set. They will be translated into function calls to
521    *columncallback*, which is a function to access column data by index or name.
523    *context* allows for accessing external variables and functions when evaluating
524    mathematical expressions for columns. Additionally to the identifiers in
525    *context*, the file column names, the *columncallback* function and the
526    functions shown in the table "builtins in math expressions" at the end of the
527    section are available.
529    Example::
531       graph.data.file("test.dat", a=1, b="B", c="2*B+$3")
533    with :file:`test.dat` looking like::
535       # A   B C
536       1.234 1 2
537       5.678 3 4
539    The columns with name ``"a"``, ``"b"``, ``"c"`` will become ``"[1.234,
540    5.678]"``, ``"[1.0, 3.0]"``, and ``"[4.0, 10.0]"``, respectively. The columns
541    ``"A"``, ``"B"``, ``"C"`` will be available as well, since *copy* is enabled by
542    default.
544    When creating several data instances accessing the same file, the file is read
545    only once. There is an inherent caching of the file contents.
547 For the sake of completeness we list the default patterns:
550 .. attribute:: file.defaultcommentpattern
552    ``re.compile(r"(#+|!+|%+)\s*")``
555 .. attribute:: file.defaultcolumnpattern
557    ``re.compile(r"\"(.*?)\"(\s+|$)")``
560 .. attribute:: file.defaultstringpattern
562    ``re.compile(r"(.*?)(\s+|$)")``
564 .. % }}}
567 .. class:: function(expression, title=notitle, min=None, max=None, points=100, context={})
569    This class creates graph data from a function. *expression* is the mathematical
570    expression of the function. It must also contain the result variable name
571    including the variable the function depends on by assignment. A typical example
572    looks like ``"y(x)=sin(x)"``.
574    *title* is the title of the data to be used in the graph key. By default
575    *expression* is used. You may set *title* to ``None`` to disable the title.
577    *min* and *max* give the range of the variable. If not set, the range spans the
578    whole axis range. The axis range might be set explicitly or implicitly by ranges
579    of other data. *points* is the number of points for which the function is
580    calculated. The points are choosen linearly in terms of graph coordinates.
582    *context* allows for accessing external variables and functions. Additionally to
583    the identifiers in *context*, the variable name and the functions shown in the
584    table "builtins in math expressions" at the end of the section are available.
586 .. % }}}
589 .. class:: paramfunction(varname, min, max, expression, title=notitle, points=100, context={})
591    This class creates graph data from a parametric function. *varname* is the
592    parameter of the function. *min* and *max* give the range for that variable.
593    *points* is the number of points for which the function is calculated. The
594    points are choosen lineary in terms of the parameter.
596    *expression* is the mathematical expression for the parametric function. It
597    contains an assignment of a tuple of functions to a tuple of variables. A
598    typical example looks like ``"x, y = cos(k), sin(k)"``.
600    *title* is the title of the data to be used in the graph key. By default
601    *expression* is used. You may set *title* to ``None`` to disable the title.
603    *context* allows for accessing external variables and functions. Additionally to
604    the identifiers in *context*, *varname* and the functions shown in the table
605    "builtins in math expressions" at the end of the section are available.
607 .. % }}}
610 .. class:: values(title="user provided values", **columns)
612    This class creates graph data from externally provided data. Each column is a
613    list of values to be used for that column.
615    *title* is the title of the data to be used in the graph key.
617 .. % }}}
620 .. class:: points(data, title="user provided points", addlinenumbers=1, **columns)
622    This class creates graph data from externally provided data. *data* is a list of
623    lines, where each line is a list of data values for the columns.
625    *title* is the title of the data to be used in the graph key.
627    The keywords of *\*\*columns* become the data column names. The values are the
628    column numbers starting from one, when *addlinenumbers* is turned on (the zeroth
629    column is added to contain a line number in that case), while the column numbers
630    starts from zero, when *addlinenumbers* is switched off.
632 .. % }}}
635 .. class:: data(data, title=notitle, context=, copy=1, replacedollar=1, columncallback="__column__", **columns)
637    This class provides graph data out of other graph data. *data* is the source of
638    the data. All other parameters work like the equally called parameters in
639    :class:`graph.data.file`. Indeed, the latter is built on top of this class by
640    reading the file and caching its contents in a :class:`graph.data.list`
641    instance.
643 .. % }}}
646 .. class:: conffile(filename, title=notitle, context=, copy=1, replacedollar=1, columncallback="__column__", **columns)
648    This class reads data from a config file with the file name *filename*. The
649    format of a config file is described within the documentation of the
650    :mod:`ConfigParser` module of the Python Standard Library.
652    Each section of the config file becomes a data line. The options in a section
653    are the columns. The name of the options will be used as file column names. All
654    other parameters work as in *graph.data.file* and *graph.data.data* since they
655    all use the same code.
657 .. % }}}
660 .. class:: cbdfile(filename, minrank=None, maxrank=None, title=notitle, context=, copy=1, replacedollar=1, columncallback="__column__", **columns)
662    This is an experimental class to read map data from cbd-files. See
663    `<http://sepwww.stanford.edu/ftp/World_Map/>`_ for some world-map data.
665 The builtins in math expressions are listed in the following table:
667 .. % }}}
669 +------------------+--------------------------------------------+
670 | name             | value                                      |
671 +==================+============================================+
672 | ``neg``          | ``lambda x: -x``                           |
673 +------------------+--------------------------------------------+
674 | ``abs``          | ``lambda x: x < 0 and -x or x``            |
675 +------------------+--------------------------------------------+
676 | ``sgn``          | ``lambda x: x < 0 and -1 or 1``            |
677 +------------------+--------------------------------------------+
678 | ``sqrt``         | ``math.sqrt``                              |
679 +------------------+--------------------------------------------+
680 | ``exp``          | ``math.exp``                               |
681 +------------------+--------------------------------------------+
682 | ``log``          | ``math.log``                               |
683 +------------------+--------------------------------------------+
684 | ``sin``          | ``math.sin``                               |
685 +------------------+--------------------------------------------+
686 | ``cos``          | ``math.cos``                               |
687 +------------------+--------------------------------------------+
688 | ``tan``          | ``math.tan``                               |
689 +------------------+--------------------------------------------+
690 | ``asin``         | ``math.asin``                              |
691 +------------------+--------------------------------------------+
692 | ``acos``         | ``math.acos``                              |
693 +------------------+--------------------------------------------+
694 | ``atan``         | ``math.atan``                              |
695 +------------------+--------------------------------------------+
696 | ``sind``         | ``lambda x: math.sin(math.pi/180*x)``      |
697 +------------------+--------------------------------------------+
698 | ``cosd``         | ``lambda x: math.cos(math.pi/180*x)``      |
699 +------------------+--------------------------------------------+
700 | ``tand``         | ``lambda x: math.tan(math.pi/180*x)``      |
701 +------------------+--------------------------------------------+
702 | ``asind``        | ``lambda x: 180/math.pi*math.asin(x)``     |
703 +------------------+--------------------------------------------+
704 | ``acosd``        | ``lambda x: 180/math.pi*math.acos(x)``     |
705 +------------------+--------------------------------------------+
706 | ``atand``        | ``lambda x: 180/math.pi*math.atan(x)``     |
707 +------------------+--------------------------------------------+
708 | ``norm``         | ``lambda x, y: math.hypot(x, y)``          |
709 +------------------+--------------------------------------------+
710 | ``splitatvalue`` | see the ``splitatvalue`` description below |
711 +------------------+--------------------------------------------+
712 | ``pi``           | ``math.pi``                                |
713 +------------------+--------------------------------------------+
714 | ``e``            | ``math.e``                                 |
715 +------------------+--------------------------------------------+
717 ``math`` refers to Pythons :mod:`math` module. The ``splitatvalue`` function is
718 defined as:
721 .. function:: splitatvalue(value, *splitpoints)
723    This method returns a tuple ``(section, value)``. The section is calculated by
724    comparing *value* with the values of splitpoints. If *splitpoints* contains only
725    a single item, ``section`` is ``0`` when value is lower or equal this item and
726    ``1`` else. For multiple splitpoints, ``section`` is ``0`` when its lower or
727    equal the first item, ``None`` when its bigger than the first item but lower or
728    equal the second item, ``1`` when its even bigger the second item, but lower or
729    equal the third item. It continues to alter between ``None`` and ``2``, ``3``,
730    etc.
732 .. % }}}
735 Module :mod:`graph.style`: Styles
736 =================================
738 .. % {{{
740 .. _graph:style:
742 .. module:: graph.style
743    :synopsis: Graph style
746 Please note that we are talking about graph styles here. Those are responsible
747 for plotting symbols, lines, bars and whatever else into a graph. Do not mix it
748 up with path styles like the line width, the line style (solid, dashed, dotted
749 *etc.*) and others.
751 The following classes provide styles to be used at the :meth:`plot` method of a
752 graph. The plot method accepts a list of styles. By that you can combine several
753 styles at the very same time.
755 Some of the styles below are hidden styles. Those do not create any output, but
756 they perform internal data handling and thus help on modularization of the
757 styles. Usually, a visible style will depend on data provided by one or more
758 hidden styles but most of the time it is not necessary to specify the hidden
759 styles manually. The hidden styles register themself to be the default for
760 providing certain internal data.
763 .. class:: pos(epsilon=1e-10)
765    This class is a hidden style providing a position in the graph. It needs a data
766    column for each graph dimension. For that the column names need to be equal to
767    an axis name. Data points are considered to be out of graph when their position
768    in graph coordinates exceeds the range [0:1] by more than *epsilon*.
770    .. % {{{
772 .. % }}}
775 .. class:: range(usenames=, epsilon=1e-10)
777    This class is a hidden style providing an errorbar range. It needs data column
778    names constructed out of a axis name ``X`` for each dimension errorbar data
779    should be provided as follows:
781    .. % {{{
783    +-----------+---------------------------+
784    | data name | description               |
785    +===========+===========================+
786    | ``Xmin``  | minimal value             |
787    +-----------+---------------------------+
788    | ``Xmax``  | maximal value             |
789    +-----------+---------------------------+
790    | ``dX``    | minimal and maximal delta |
791    +-----------+---------------------------+
792    | ``dXmin`` | minimal delta             |
793    +-----------+---------------------------+
794    | ``dXmax`` | maximal delta             |
795    +-----------+---------------------------+
797    When delta data are provided the style will also read column data for the axis
798    name ``X`` itself. *usenames* allows to insert a translation dictionary from
799    axis names to the identifiers ``X``.
801    *epsilon* is a comparison precision when checking for invalid errorbar ranges.
803 .. % }}}
806 .. class:: symbol(symbol=changecross, size=0.2*unit.v_cm, symbolattrs=[])
808    This class is a style for plotting symbols in a graph. *symbol* refers to a
809    (changeable) symbol function with the prototype ``symbol(c, x_pt, y_pt, size_pt,
810    attrs)`` and draws the symbol into the canvas ``c`` at the position ``(x_pt,
811    y_pt)`` with size ``size_pt`` and attributes ``attrs``. Some predefined symbols
812    are available in member variables listed below. The symbol is drawn at size
813    *size* using *symbolattrs*. *symbolattrs* is merged with ``defaultsymbolattrs``
814    which is a list containing the decorator :class:`deco.stroked`. An instance of
815    :class:`symbol` is the default style for all graph data classes described in
816    section :ref:`graph:data` except for :class:`function` and
817    :class:`paramfunction`.
819 The class :class:`symbol` provides some symbol functions as member variables,
820 namely:
823 .. attribute:: symbol.cross
825    A cross. Should be used for stroking only.
828 .. attribute:: symbol.plus
830    A plus. Should be used for stroking only.
833 .. attribute:: symbol.square
835    A square. Might be stroked or filled or both.
838 .. attribute:: symbol.triangle
840    A triangle. Might be stroked or filled or both.
843 .. attribute:: symbol.circle
845    A circle. Might be stroked or filled or both.
848 .. attribute:: symbol.diamond
850    A diamond. Might be stroked or filled or both.
852 :class:`symbol` provides some changeable symbol functions as member variables,
853 namely:
856 .. attribute:: symbol.changecross
858    attr.changelist([cross, plus, square, triangle, circle, diamond])
861 .. attribute:: symbol.changeplus
863    attr.changelist([plus, square, triangle, circle, diamond, cross])
866 .. attribute:: symbol.changesquare
868    attr.changelist([square, triangle, circle, diamond, cross, plus])
871 .. attribute:: symbol.changetriangle
873    attr.changelist([triangle, circle, diamond, cross, plus, square])
876 .. attribute:: symbol.changecircle
878    attr.changelist([circle, diamond, cross, plus, square, triangle])
881 .. attribute:: symbol.changediamond
883    attr.changelist([diamond, cross, plus, square, triangle, circle])
886 .. attribute:: symbol.changesquaretwice
888    attr.changelist([square, square, triangle, triangle, circle, circle, diamond,
889    diamond])
892 .. attribute:: symbol.changetriangletwice
894    attr.changelist([triangle, triangle, circle, circle, diamond, diamond, square,
895    square])
898 .. attribute:: symbol.changecircletwice
900    attr.changelist([circle, circle, diamond, diamond, square, square, triangle,
901    triangle])
904 .. attribute:: symbol.changediamondtwice
906    attr.changelist([diamond, diamond, square, square, triangle, triangle, circle,
907    circle])
909 The class :class:`symbol` provides two changeable decorators for alternated
910 filling and stroking. Those are especially useful in combination with the
911 :meth:`change`\ -\ :meth:`twice`\ -symbol methods above. They are:
914 .. attribute:: symbol.changestrokedfilled
916    attr.changelist([deco.stroked, deco.filled])
919 .. attribute:: symbol.changefilledstroked
921    attr.changelist([deco.filled, deco.stroked])
923 .. % }}}
926 .. class:: line(lineattrs=[])
928    This class is a style to stroke lines in a graph. *lineattrs* is merged with
929    ``defaultlineattrs`` which is a list containing the member variable
930    ``changelinestyle`` as described below. An instance of :class:`line` is the
931    default style of the graph data classes :class:`function` and
932    :class:`paramfunction` described in section :ref:`graph:data`.
934    .. % {{{
936 The class :class:`line` provides a changeable line style. Its definition is:
939 .. attribute:: line.changelinestyle
941    attr.changelist([style.linestyle.solid, style.linestyle.dashed,
942    style.linestyle.dotted, style.linestyle.dashdotted])
944 .. % }}}
947 .. class:: impulses(lineattrs=[], fromvalue=0, frompathattrs=[], valueaxisindex=1)
949    This class is a style to plot impulses. *lineattrs* is merged with
950    ``defaultlineattrs`` which is a list containing the member variable
951    ``changelinestyle`` of the :class:`line` class. *fromvalue* is the baseline
952    value of the impulses. When set to ``None``, the impulses will start at the
953    baseline. When fromvalue is set, *frompathattrs* are the stroke attributes used
954    to show the impulses baseline path.
956 .. % }}}
959 .. class:: errorbar(size=0.1*unit.v_cm, errorbarattrs=[], epsilon=1e-10)
961    This class is a style to stroke errorbars in a graph. *size* is the size of the
962    caps of the errorbars and *errorbarattrs* are the stroke attributes. Errorbars
963    and error caps are considered to be out of the graph when their position in
964    graph coordinates exceeds the range [0:1] by more that *epsilon*. Out of graph
965    caps are omitted and the errorbars are cut to the valid graph range.
967 .. % }}}
970 .. class:: text(textname="text", dxname=None, dyname=None, dxunit=0.3*unit.v_cm, dyunit=0.3*unit.v_cm, textdx=0*unit.v_cm, textdy=0.3*unit.v_cm, textattrs=[])
972    This class is a style to stroke text in a graph. The text to be written has to
973    be provided in the data column named ``textname``. *textdx* and *textdy* are the
974    position of the text with respect to the position in the graph. Alternatively
975    you can specify a ``dxname`` and a ``dyname`` and provide appropriate data in
976    those columns to be taken in units of *dxunit* and *dyunit* to specify the
977    position of the text for each point separately. *textattrs* are text attributes
978    for the output of the text. Those attributes are merged with the default
979    attributes ``textmodule.halign.center`` and ``textmodule.vshift.mathaxis``.
981 .. % }}}
984 .. class:: arrow(linelength=0.25*unit.v_cm, arrowsize=0.15*unit.v_cm, lineattrs=[], arrowattrs=[], arrowpos=0.5, epsilon=1e-10, decorator=deco.earrow)
986    This class is a style to plot short lines with arrows into a two-dimensional
987    graph to a given graph position. The arrow parameters are defined by two
988    additional data columns named ``size`` and ``angle`` define the size and angle
989    for each arrow. ``size`` is taken as a factor to *arrowsize* and *linelength*,
990    the size of the arrow and the length of the line the arrow is plotted at.
991    ``angle`` is the angle the arrow points to with respect to a horizontal line.
992    The ``angle`` is taken in degrees and used in mathematically positive sense.
993    *lineattrs* and *arrowattrs* are styles for the arrow line and arrow head,
994    respectively. *arrowpos* defines the position of the arrow line with respect to
995    the position at the graph. The default ``0.5`` means centered at the graph
996    position, whereas ``0`` and ``1`` creates the arrows to start or end at the
997    graph position, respectively. *epsilon* is used as a cutoff for short arrows in
998    order to prevent numerical instabilities. *decorator* defines the decorator to
999    be added to the line.
1001 .. % }}}
1004 .. class:: rect(gradient=color.gradient.Grey)
1006    This class is a style to plot colored rectangles into a two-dimensional graph.
1007    The size of the rectangles is taken from the data provided by the :class:`range`
1008    style. The additional data column named ``color`` specifies the color of the
1009    rectangle defined by *gradient*. The valid color range is [0:1].
1011    .. % {{{
1013 .. % }}}
1016 .. class:: histogram(lineattrs=[], steps=0, fromvalue=0, frompathattrs=[], fillable=0, rectkey=0, autohistogramaxisindex=0, autohistogrampointpos=0.5, epsilon=1e-10)
1018    This class is a style to plot histograms. *lineattrs* is merged with
1019    ``defaultlineattrs`` which is ``[deco.stroked]``. When *steps* is set, the
1020    histrogram is plotted as steps instead of the default being a boxed histogram.
1021    *fromvalue* is the baseline value of the histogram. When set to ``None``, the
1022    histogram will start at the baseline. When fromvalue is set, *frompathattrs* are
1023    the stroke attributes used to show the histogram baseline path.
1025    The *fillable* flag changes the stoke line of the histogram to make it fillable
1026    properly. This is important on non-steped histograms or on histograms, which hit
1027    the graph boundary. *rectkey* can be set to generate a rectanglar area instead
1028    of a line in the graph key.
1030    In the most general case, a histogram is defined by a range specification (like
1031    for an errorbar) in one graph dimension (say, along the x-axis) and a value for
1032    the other graph dimension. This allows for the widths of the histogram boxes
1033    being variable. Often, however, all histogram bin ranges are equally sized, and
1034    instead of passing the range, the position of the bin along the x-axis fully
1035    specifies the histogram - assuming that there are at least two bins. This common
1036    case is supported via two parameters: *autohistogramaxisindex*, which defines
1037    the index of the independent histogram axis (in the case just described this
1038    would be ``0`` designating the x axis). *autohistogrampointpos*, defines the
1039    relative position of the center of the histogram bin: ``0.5`` means that the bin
1040    is centered at the values passed to the style, ``0`` (``1``) means that the bin
1041    is aligned at the right-(left-)hand side.
1043    XXX describe, how to specify general histograms with varying bin widths
1045    Positions of the histograms are considered to be out of graph when they exceed
1046    the graph coordinate range [0:1] by more than *epsilon*.
1048 .. % }}}
1051 .. class:: barpos(fromvalue=None, frompathattrs=[], epsilon=1e-10)
1053    This class is a hidden style providing position information in a bar graph.
1054    Those graphs need to contain a specialized axis, namely a bar axis. The data
1055    column for this bar axis is named ``Xname`` where ``X`` is an axis name. In the
1056    other graph dimension the data column name must be equal to an axis name. To
1057    plot several bars in a single graph side by side, you need to have a nested bar
1058    axis and provide a tuple as data for nested bar axis.
1060    .. % {{{
1062    The bars start at *fromvalue* when provided. The *fromvalue* is marked by a
1063    gridline stroked using *frompathattrs*. Thus this hidden style might actually
1064    create some output. The value of a bar axis is considered to be out of graph
1065    when its position in graph coordinates exceeds the range [0:1] by more than
1066    *epsilon*.
1068 .. % }}}
1071 .. class:: stackedbarpos(stackname, addontop=0, epsilon=1e-10)
1073    This class is a hidden style providing position information in a bar graph by
1074    stacking a new bar on top of another bar. The value of the new bar is taken from
1075    the data column named *stackname*. When *addontop* is set, the values is taken
1076    relative to the previous top of the bar.
1078    .. % {{{
1080 .. % }}}
1083 .. class:: bar(barattrs=[], epsilon=1e-10, gradient=color.gradient.RedBlack)
1085    This class draws bars in a bar graph. The bars are filled using *barattrs*.
1086    *barattrs* is merged with ``defaultbarattrs`` which is a list containing
1087    ``[color.gradient.Rainbow, deco.stroked([color.grey.black])]``.
1089    .. % {{{
1091    The bar style has limited support for 3d graphs: Occlusion does not work
1092    properly on stacked bars or multiple dataset. *epsilon* is used in 3d to prevent
1093    numerical instabilities on bars without hight. When *gradient* is not ``None``
1094    it is used to calculate a lighting coloring taking into account the angle
1095    between the view ray and the bar and the distance between viewer and bar. The
1096    precise conversion is defined in the :meth:`lighting` method.
1098 .. % }}}
1101 .. class:: changebar(barattrs=[])
1103    This style works like the :class:`bar` style, but instead of the *barattrs* to
1104    be changed on subsequent data instances the *barattrs* are changed for each
1105    value within a single data instance. In the result the style can't be applied to
1106    several data instances and does not support 3d. The style raises an error
1107    instead.
1109    .. % {{{
1111 .. % }}}
1114 .. class:: gridpos(index1=0, index2=1, gridlines1=1, gridlines2=1, gridattrs=[], epsilon=1e-10)
1116    This class is a hidden style providing rectangular grid information out of graph
1117    positions for graph dimensions *index1* and *index2*. Data points are considered
1118    to be out of graph when their position in graph coordinates exceeds the range
1119    [0:1] by more than *epsilon*. Data points are merged to a single graph
1120    coordinate value when their difference in graph coordinates is below *epsilon*.
1122 .. % }}}
1125 .. class:: grid(gridlines1=1, gridlines2=1, gridattrs=[])
1127    Strokes a rectangular grid in the first grid direction, when *gridlines1* is set
1128    and in the second grid direction, when *gridlines2* is set. *gridattrs* is
1129    merged with ``defaultgridattrs`` which is a list containing the member variable
1130    ``changelinestyle`` of the :class:`line` class.
1132    .. % {{{
1134 .. % }}}
1137 .. class:: surface(colorname="color", gradient=color.gradient.Grey, mincolor=None, maxcolor=None, gridlines1=0.05, gridlines2=0.05, gridcolor=None, backcolor=color.gray.black)
1139    Draws a surface of a rectangular grid. Each rectangle is divided into 4
1140    triangles.
1142    The grid can be colored using values provided by the data column named
1143    *colorname*. The values are rescaled to the range [0:1] using mincolor and
1144    maxcolor (which are taken from the minimal and maximal values, but larger bounds
1145    could be set).
1147    If no *colorname* column exists, the surface style falls back to a lighting
1148    coloring taking into account the angle between the view ray and the triangle and
1149    the distance between viewer and triangle. The precise conversion is defined in
1150    the :meth:`lighting` method.
1152    If a *gridcolor* is set, the rectangular grid is marked by small stripes of the
1153    relative (compared to each rectangle) size of *gridlines1* and *gridlines2* for
1154    the first and second grid direction, respectively.
1156    *backcolor* is used to fill triangles shown from the back. If *backcolor* is set
1157    to ``None``, back sides are not drawn differently from the front sides.
1159    The surface is encoded using a single mesh. While this is quite space efficient,
1160    it has the following implications:
1162 * All colors must use the same color space.
1164 * HSB colors are not allowed, whereas Gray, RGB, and CMYK are allowed. You can
1165      convert HSB colors into a different color space before passing them to the
1166      surface.
1168 * The grid itself is also constructed out of triangles. The grid is transformed
1169      along with the triangles thus looking quite different from a stroked grid (as
1170      done by the grid style).
1172 * Occlusion is handled by proper painting order.
1174 * Color changes are continuous (in the selected color space) for each triangle.
1176 .. % }}}
1177 .. % }}}
1180 Module :mod:`graph.key`: Keys
1181 =============================
1183 .. % {{{
1185 .. _graph:key:
1187 .. module:: graph.key
1188    :synopsis: Graph keys
1191 The following class provides a key, whose instances can be passed to the
1192 constructor keyword argument ``key`` of a graph. The class is implemented in
1193 :mod:`graph.key`.
1196 .. class:: key(dist=0.2*unit.v_cm, pos="tr", hpos=None, vpos=None, hinside=1, vinside=1, hdist=0.6*unit.v_cm, vdist=0.4*unit.v_cm, symbolwidth=0.5*unit.v_cm, symbolheight=0.25*unit.v_cm, symbolspace=0.2*unit.v_cm, textattrs=[], columns=1, columndist=0.5*unit.v_cm, border=0.3*unit.v_cm, keyattrs=None)
1198    This class writes the title of the data in a plot together with a small
1199    illustration of the style. The style is responsible for its illustration.
1201    *dist* is a visual length and a distance between the key entries. *pos* is the
1202    position of the key with respect to the graph. Allowed values are combinations
1203    of ``"t"`` (top), ``"m"`` (middle) and ``"b"`` (bottom) with ``"l"`` (left),
1204    ``"c"`` (center) and ``"r"`` (right). Alternatively, you may use *hpos* and
1205    *vpos* to specify the relative position using the range [0:1]. *hdist* and
1206    *vdist* are the distances from the specified corner of the graph. *hinside* and
1207    *vinside* are numbers to be set to 0 or 1 to define whether the key should be
1208    placed horizontally and vertically inside of the graph or not.
1210    *symbolwidth* and *symbolheight* are passed to the style to control the size of
1211    the style illustration. *symbolspace* is the space between the illustration and
1212    the text. *textattrs* are attributes for the text creation. They are merged with
1213    ``[text.vshift.mathaxis]``.
1215    *columns* is a number of columns of the graph key and *columndist* is the
1216    distance between those columns.
1218    When *keyattrs* is set to contain some draw attributes, the graph key is
1219    enlarged by *border* and the key area is drawn using *keyattrs*.
1221 .. % }}} % }}}
1222 .. % vim:fdm=marker