複数のグラフを重ねて描画する際の透明度設定方法

この記事の目的
Pythonのmatplotlibで複数のグラフを重ねて描画する際、透明度設定を使い分けることでデータの見やすさや可視性を向上させる方法について解説します。この記事を通して、さまざまな透明度設定を使いこなせるようになることを目指します。

---

目次

1. 透明度設定の基本：alphaパラメータ
2. fill_betweenを使った塗りつぶしエリアの透明度設定
3. 異なる透明度を重ねた視覚効果の作成
4. ヒストグラムの重ね合わせでの透明度設定
5. 凡例の背景の透明度設定
6. 参考文献

---

1. 透明度設定の基本：alphaパラメータ

alphaパラメータは、グラフの透明度を設定するためのパラメータで、0（完全に透明）から1（完全に不透明）の範囲で値を指定します。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# データ作成
x = np.linspace(0, 10, 100)
y1 = np.sin(x)
y2 = np.cos(x)

# 透明度を50%に設定してプロット
plt.plot(x, y1, alpha=0.5, label='sin(x)')
plt.plot(x, y2, alpha=0.5, label='cos(x)')
plt.legend()  # 凡例を表示
plt.show()    # グラフを表示

この例では、両方のグラフの透明度を50%に設定しています。これにより、グラフが重なった際にも両方のデータが見やすくなります 。

2. fill_betweenを使った塗りつぶしエリアの透明度設定

fill_between関数を使うと、2つの線グラフ間のエリアを塗りつぶすことができ、alphaで透明度も設定できます。

plt.fill_between(x, y1, y2, alpha=0.3)  # y1とy2の間を塗りつぶし
plt.plot(x, y1, label='sin(x)')
plt.plot(x, y2, label='cos(x)')
plt.legend()
plt.show()

透明度を調整することで、データの重なり具合が視覚的にわかりやすくなります 。

3. 異なる透明度を重ねた視覚効果の作成

異なる透明度を設定して、複数のエリアを重ねると視覚的な強調が可能です。

plt.fill_between(x, y1, y2, alpha=0.3, color='blue')
plt.fill_between(x, y2, y2 - 1, alpha=0.7, color='green')
plt.plot(x, y1, label='Upper Area')
plt.plot(x, y2, label='Lower Area')
plt.legend()
plt.show()

このコードでは、青色と緑色のエリアが異なる透明度で重なり、複雑な視覚効果を作成しています 。

4. ヒストグラムの重ね合わせでの透明度設定

ヒストグラムを重ねて表示する際もalphaを使うことで、重なり部分が見やすくなります。

data1 = np.random.normal(0, 1, 100)
data2 = np.random.normal(1, 1.5, 100)

plt.hist(data1, alpha=0.5, label='data1')  # 透明度50%
plt.hist(data2, alpha=0.5, label='data2')  # 透明度50%
plt.legend()
plt.show()

これにより、重なり部分も区別しやすくなり、各データの分布がはっきりと見えます 。

5. 凡例の背景の透明度設定

framealphaを使って凡例の背景を半透明にすることも可能です。

plt.plot(x, y1, label='sin(x)')
plt.plot(x, y2, label='cos(x)')
plt.legend(framealpha=0.7)  # 背景の透明度を70%に設定
plt.show()

凡例がグラフの視覚効果を損なわないように、背景を半透明にすることで、より見やすい表示ができます 。

---

参考文献

[1] How2Matplotlib, "Transparency Settings for fill_between" https://how2matplotlib.com/fill_between-transparency.html
[2] GeeksforGeeks, "Change the Transparency of a Graph Plot in Matplotlib with Python" https://www.geeksforgeeks.org/how-to-change-the-transparency-of-a-graph-plot-in-matplotlib-with-python/
[3] GeeksforGeeks, "Overlapping Histograms with Matplotlib in Python" https://www.geeksforgeeks.org/overlapping-histograms-with-matplotlib-in-python/

---

透明度設定を適切に活用すると、複数のデータを視覚的にわかりやすく表示することができます。データの重なり具合を考慮しながら、見やすさと情報の多さを両立させることが重要です。