はじめに

仕事でフローチャートのようなものを作る必要が生じた．
普段は英語版でいいのだが，今回は，英語版・日本語版双方を作る必要が生じたので，「matplotlibでフローチャートのようなものを描く」プログラムの見直しを行った．それほど頻繁に使うものでもないので，あとで使うときに，何をやっているか，すぐに思い出せるよう配慮した（つもり）．

前の投稿はこれ．
Python, matplotlibでフローチャートのようなものを強引に描く

今回のプログラムの特徴は（といっても大したことはないが．．．）

基本はグラフ用紙の上にボックス・テキスト・矢印を，目で見て修正しながら仕上げる（前と同じ）
日本語も含め，フォントを選択できるようにした（変数：fp）．
作図領域の横幅は固定であるが，縦は縦横比（変数：Raspect）で調整するようにした．
チャート作成時は，グリッド・座標軸を表示し，完成したと思ったらグリッド・座標軸を消して画像をファイル出力する（前と同じ：変数：iflag）．iflag==0 なら，plt.axis('off') で軸を非表示にして，グリッドも描かない．

作業環境は以下の通り．

MacBook Pro (Retina, 13-inch, Mid 2014)
macOS High Sierra
Python 3.6.4

ここで紹介する事例は以下の３点である．

グラフ用紙（チャートを書くためのグラフ用紙：内容は含まず）
日本語を用いた簡単なチャート
少し複雑な英語版チャート

グラフ用紙

このプログラムは，座標軸とグリッドを表示するだけであり，中身は含まれていない．
すなわち，座標軸とグリッド以外表示しない．
しかし，これをベースに中身を書き加えて行けるよう，フォント指定などの部分は含んでいる．

注意事項は以下の通り．

フォント指定のため，from matplotlib.font_manager import FontProperties をインポートしておく．
フォントはフルパスで指定する．フォントのフルパスは，ImageMagick がインストールされていれば convert -list font で確認するのが便利．
座標軸・グリッドを表示したければ，iflag=1，非表示にしたければ iflag=0 とする．
描画する座標の範囲は，xmin, xmax, ymin, ymax で指定する
y軸は，ax1.set_ylim([ymax,ymin]) により，下方向に数値が増加するよう指定．
描画範囲の縦横比（アスペクトレシオ）は，Raspect で指定．ここでは Raspect=1 としている．

# Flowchart
from math import *                                   # 数学関数使用
import matplotlib.pyplot as plt                      # 基本 pyplot
from matplotlib.patches import Polygon,Rectangle     # Polygon, Rectangle使用
from matplotlib.ticker import *                      # MultipleLocator使用
from matplotlib.font_manager import FontProperties   # フォント指定のため

# フォントをフルパスで指定
#fon='/Library/Fonts/Arial.ttf'
#fon='/System/Library/Fonts/Helvetica.ttc'
#fon='/Library/Fonts/Tahoma.ttf'
fon='/Library/Fonts/Times New Roman.ttf'
#fon='/Users/kk/Library/Fonts/ipaexg.ttf'
fp=FontProperties(fname=fon) # 使用フォント指定


# iflag=0: without axis and grid, iflag=1: with axis and grid
iflag=1 # グリッド・座標軸表示有無の指定

# definition if the range of axis
xmin=-8
xmax=8
ymin=0
ymax=5
Raspect=1 # 縦横比指定
iw=abs(xmax-xmin)/2
ih=abs(ymin-ymax)/abs(xmax-xmin)*iw*Raspect

fig = plt.figure(figsize=(iw,ih),facecolor='w')
ax1 = fig.add_subplot(1,1,1, adjustable='box', aspect=Raspect)
ax1.set_xlim([xmin,xmax])
ax1.set_ylim([ymax,ymin])
if iflag==0: # グリッド・座標軸非表示
    plt.axis('off')
else:
    ax1.tick_params(labelsize=10)
    ax1.xaxis.set_major_locator(MultipleLocator(1))
    ax1.yaxis.set_major_locator(MultipleLocator(1))
    plt.grid(which='major',lw=0.3, color='#777777',linestyle='-')

fsz=20 # font size
plt.rcParams["font.size"] = fsz
plt.rcParams['font.family'] ='sans-serif'
#################################################
#     (something to draw)                       #
#################################################

#================================================
if iflag==0:
    fnameF='fig_gra1.png'
    plt.savefig(fnameF, dpi=200, bbox_inches="tight", pad_inches=0.1)
plt.show()

作例

日本語を用いた簡単なチャート

日本語を用いた簡単なチャートの事例を示す．

やっていることは以下の通り．

フォントは ipaexg.ttf （fon='/Users/kk/Library/Fonts/ipaexg.ttf'）
グリッド・座標軸を表示（iflag=1）
描画範囲は，x 方向は -8〜+8，y 方向は 0〜25 まで．
縦横比は Raspect=0.8 に指定．
フォントサイズは fsz=16 に指定．
リスト ss[] に描画したい文字列を格納
Rectangle で描画したボックスの中に文字列を描画していく．
矢印は，少しカッコつけて自前で Polygon で定義

# Flowchart
from math import *
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.patches import Polygon,Rectangle
from matplotlib.ticker import *
from matplotlib.font_manager import FontProperties

#fon='/Library/Fonts/Arial.ttf'
#fon='/System/Library/Fonts/Helvetica.ttc'
#fon='/Library/Fonts/Tahoma.ttf'
#fon='/Library/Fonts/Times New Roman.ttf'
fon='/Users/kk/Library/Fonts/ipaexg.ttf'
fp=FontProperties(fname=fon)

# iflag=0: without axis and grid, iflag=1: with axis and grid
iflag=1

# definition if the range of axis
xmin=-8
xmax=8
ymin=0
ymax=25
Raspect=0.8
iw=abs(xmax-xmin)/2
ih=abs(ymin-ymax)/abs(xmax-xmin)*iw*Raspect

fig = plt.figure(figsize=(iw,ih),facecolor='w')
ax1 = fig.add_subplot(1,1,1, adjustable='box', aspect=Raspect)
ax1.set_xlim([xmin,xmax])
ax1.set_ylim([ymax,ymin])
if iflag==0: 
    plt.axis('off')
else:
    ax1.tick_params(labelsize=10)
    ax1.xaxis.set_major_locator(MultipleLocator(1))
    ax1.yaxis.set_major_locator(MultipleLocator(1))
    plt.grid(which='major',lw=0.3, color='#777777',linestyle='-')

fsz=16 # font size
plt.rcParams["font.size"] = fsz
plt.rcParams['font.family'] ='sans-serif'
#################################################
#     (something to draw)                       #
#################################################
# store texts drawn
ss=[]
ss=ss+[u'グラフ用紙の作成']
ss=ss+[u'出力したいテキストの入力']
ss=ss+[u'ボックス頂部の座標設定']
ss=ss+[u'矢印頂部の座標設定\n（ボックス底部の座標）']
ss=ss+[u'矢印形状の定義']
ss=ss+[u'ボックスおよびテキスト描画']
ss=ss+[u'矢印描画']
ss=ss+[u'画像出力']

# define top of box
dyt=2 # height of text box
dya=0.75 # height of allow
yt=[]
for i in range(0,len(ss)):
    if i==0:
        _y=1
    else:
        _y=_y+dyt+dya
    yt=yt+[float(_y)]

# define top of allow
ya=[]
for i in range(0,len(ss)-1):
    if i==0:
        _y= 1+dyt
    else:
        _y=_y+dya+dyt
    ya=ya+[float(_y)]
# define arrow shape
# total length of arrow: dya
dxa=dya*2 # totalwidth of arrow 
x1=dxa/4; y1=0      #       7 + 1
x2=x1   ; y2=dya/2  #       +   +
x3=dxa/2; y3=y2     #       +   +
x4=0    ; y4=dya    #   5 + 6    2 + 3 
x5=-x3  ; y5=y3     #     +       +
x6=-x2  ; y6=y2     #       +   +
x7=-x1  ; y7=y1     #         4

# draw text and box
xi=-5.5 # left edge of box
dx=11   # width of box
xx=0    # center of text
for i in range(0,len(ss)):
    yi=yt[i]
    ax1.add_patch(Rectangle((xi,yi),dx,dyt,fc='#ffffff',ec='#000000'))
    yy=yi+dyt/2
    ax1.text(xx,yy,ss[i],fontsize=fsz,ha='center',va='center',fontproperties=fp)

# draw arrows
for i in range(0,len(ya)):
    yi=ya[i]
    yi1=y1+yi
    yi2=y2+yi
    yi3=y3+yi
    yi4=y4+yi
    yi5=y5+yi
    yi6=y6+yi
    yi7=y7+yi
    xy=([x1,yi1],[x1,yi1],[x2,yi2],[x3,yi3],[x4,yi4],[x5,yi5],[x6,yi6],[x7,yi7])
    ax1.add_patch(Polygon(xy,closed=True,fc='#eeeeee',ec='#000000'))


#================================================
if iflag==0:
    fnameF='fig_gra2.png'
    plt.savefig(fnameF, dpi=200, bbox_inches="tight", pad_inches=0.1)
plt.show()

作例

少し複雑な英語版チャート

少し複雑な英語版チャートの事例を示す．