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作図はテキストで!Mermaid, PlantUML and Graphviz

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本記事のめあて

作図となるとExcelやPowerPoint、あるいは作図ツールを使うことが多いと思う。でも必要以上に凝りすぎて時間を無駄にしてませんか。
グラフ記法というものがあり、QiitaやVS Codeなどではマウスを使ってではなく、コーディング的に図が描けます。何がいいかと言うと、

  • VS Codeなどのエディタで全て完結する
  • 作図ツールよりは表現力は落ちますが相手に伝える必要以上に時間を使って無駄に凝る危険性が低い
    • 客先に提示ならば見た目重視ですけれど社内共有用ならば早く簡単に内容が共有された方がいいですよね
  • ChatGPTなど生成AIとの親和性が高い
    • 自分の描いた図が妥当かどうか確認するとか
      • これなら図自体でも生成AIに投入できるようになってきてますが
    • こういう内容の図が欲しいと描かせるとか
      • 改善案を示して、まで考えるとこういう記法を使った方が効率的です

背景

  • いやね、こういうのがあると昔から知っていたのですが、いざ調べてみると表現力豊かだし、ChatGPTに尋ねて未知の分野をMindmap描かせて頭の整理するとか超絶便利だったのでご紹介
  • QiitaでもMermaidとPlantUMLはそのまま使えるしね

概要

Mermaid PlantUML Graphviz
特徴 汎用性が高く、初心者にも比較的わかりやすい IT開発支援 グラフ構造のカスタマイズ性が高い
グラフ構造(ノードとエッジ) O -
IT開発支援系_UML O -
IT開発支援系_インフラ・DB系 O -
発想系_MindMap他 O O
データのグラフ(折れ線、棒、パイ) O - -
エディタ対応 Qiita, VS Code Qiita, VS Code VS Code
  • 補助機能
Mermaid PlantUML Graphviz
数式 KaTeX AsciiMath, JLaTeXMath -
Theme(見た目) 5種類 多数 -
Layoutエンジン - - 複数
  • Mermaid
    • グラフ構造系
      • ノードとエッジとコメントなど
    • IT開発支援系
      • 一部のUMLやフローチャートなどの開発設計図系
      • C4ダイアグラムなどのインフラ表現系
    • データのグラフ系
      • 折れ線グラフ、棒グラフ、パイチャート
  • PlantUML
    • IT開発支援系
      • UMLをほぼ網羅
      • ネットワーク構造やUIモックなど
  • Graphviz
    • グラフ構造系
      • ノードとエッジとコメントなど
      • 表現が豊かなので工夫すればマインドマップやクラス図も可

作図機能

  • グラフ構造以外の作図機能について(なのでGraphvizは略)
Mermaid PlantUML 備考
特徴 WIP UMLが充実 -
UML_シーケンス図 O O
ZenUML O - シーケンス図の別表現
UML_クラス図 O O
UML_状態図 O O
UML_ユースケース図 - O
UML_オブジェクト図 - O
UML_コンポーネント図 - O
UML_配置図 - O
UML_タイミング図 - O
UML_アクティビティ図 - O
UML_アクティビティ図(SDL) - O アクティビティ図の別表現
フローチャート O -
EBNF 図 - O
正規表現ダイアグラム - O
ER図 O O
ER図(Chen's notation) - O ER図の別表現
JSON データ - O
YAML データ - O
ガントチャート O O
WBS図 - O
Gitgraph (Git) Diagram O -
アルキメイト図 - O
ネットワーク図(nwdiag) - O
UIモックアップ(ソルト) - O
マインドマップ O O
XY Chart O -
Pie Chart O -
Quadrant Chart O -
Sankey O -
User Journey O -
Requirement Diagram O -
C4 Diagram O ? PlantUMLコンパチブルとあるがPlantUMLのサイトに見たたらず
Timeline O -
Block Diagram O -
Packet O -
Architecture O -
DITAA - O

補助機能

数式

  • mermaid
  • PlantUML

Theme

  • CSSで複雑な指定もできるがデフォルト機能で用意されているテーマは下記
  • GraphvizにはThemeに相当するものはない

Mermaid

PlantUML

  • 同様に下記があるが略
    • reddress-darkgreen
    • reddress-darkorange
    • reddress-darkred
    • reddress-lightblue
    • reddress-lightgreen
    • reddress-lightorange
    • reddress-lightred
  • sunlust はQiitaのPlantUMLバージョンでは対応してないみたいでエラー

Layoutエンジン

  • Mermaid, PlantUMLはデフォルトのみ
  • GraphvizにはLayoutエンジン指定あり

Graphviz

  • dot(default)
digraph {
    layout="dot"
    subgraph cluster_0 {
        a -> b
        a -> c
        a -> d
    }
    subgraph cluster_1 {
        e -> f
        f -> g
        g -> h
    }
    subgraph cluster_2 {
        i -> j
        j -> l
        l -> m
        m -> i
    }
}
  • fdp
  • neato
  • circo
  • twopi
  • osage
    • これはグラフではなく、ベン図のような表現
graph {
    layout="osage"

    subgraph cluster_0 {
        label="cls-0"
        a
        b
    }
    
    subgraph cluster_1 {
        label="cls-1"
        subgraph cluster_11 {
            label="cls-1_1"
            c
            d
        }
        subgraph cluster_12 {
            label="cls-1_2"
            e
        }
        f
    }    
}
  • patchwork
    • これは量を面積で表したタイル図。
graph {
    layout="patchwork"
        a[area=8]
        b[area=4]
        c[area=2]
        d[area=1]
}

その他の表示例 WIP

Mermaid

  • こんな棒グラフと折れ線グラフが描ける
  • こう言うのを書くならPythonとかExcelの方がいいけれど10件程度のデータがあり、レポートの中でサクッとグラフ表示したい場合には楽だね

PlantUML

  • GUIのこんなモックアップ的なものが作れる

Graphviz

  • Graphvizは作図の材料が揃っていると言うよりも、ノードとエッジを描くだけ、それのカスタマイズが豊富ってものなので、とっつきにくいが逆に言うと何でも描ける。Galleryにたくさんの例がある。
    • これらを手で描くのは大変だけれどPythonから呼び出すとか、今なら生成AIもあるしね。

Mindmap比較

  • 3記法とも可能なMindmapで比較

Mermaid

  • こう書くのだがQiitaだとTABがうまく入力でいずMermaid/Mindmapは描けず。別のエディタで描いた図を転記。
mindmap
日本
    北海道
    東北
    関東
        栃木
        群馬
        茨城
        埼玉
        千葉
        東京
            世田谷
                砧
        神奈川
  • ノードとエッジでも描ける

PlantUML

  • ノードの表現がデフォルトでも2パターン(矩形囲みと文字のみ)
  • 両サイドでも描ける

Graphviz

graph G {
    rankdir="LR"
    日本 -- 北海道
    日本 -- 東北
    日本 -- 関東
    関東 -- 栃木
    関東 -- 群馬
    関東 -- 茨城
    関東 -- 埼玉
    関東 -- 千葉
    関東 -- 東京
    関東 -- 神奈川
    東京 -- 世田谷
    世田谷 -- 
}
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