Python資料視覺化從2D到3D使用matplotlib實作 - 王者歸來（全彩印刷）

使用Python + matplotlib完整講解2D到3D資料視覺化的書籍。

人工智慧的興起，除了機器學習與深度學習帶領風潮，從2D到3D的資料視覺化也成為人工智慧工程師鑽研的主題，多次與教育界的朋友聊天，一致感覺目前國內缺乏這方面完整敘述的書籍，這也是筆者撰寫這本書的動力。

本書包含32個主題、509個程式實例，所涵蓋內容如下：
◆ 完整解說操作matplotlib需要的Numpy知識
◆ 認識座標軸與圖表內容設計
◆ 繪製多個圖表
◆ 圖表的註解
◆ 建立與徹底認識圖表數學符號
◆ 折線圖與堆疊折線圖
◆ 散點圖
◆ 色彩映射Color mapping
◆ 色彩條Colorbars
◆ 建立數據圖表
◆ 長條圖與橫條圖
◆ 直方圖
◆ 圓餅圖
◆ 箱線圖
◆ 極座標繪圖
◆ 階梯圖
◆ 棉棒圖
◆ 影像金字塔
◆ 間斷長條圖
◆ 小提琴圖
◆ 誤差條
◆ 輪廓圖
◆ 箭袋圖
◆ 幾何圖形
◆ 表格製作
◆ 基礎3D繪圖
◆ 3D曲面設計
◆ 3D長條圖
◆ 設計動畫

寫過許多的電腦書著作，本書沿襲筆者著作的特色，程式實例豐富，相信讀者只要遵循本書內容必定可以在最短時間精通使用Python + matplotlib完成資料視覺化。編著本書雖力求完美，但是學經歷不足，謬誤難免，尚祈讀者不吝指正。

洪錦魁

使用Python + matplotlib完整講解2D到3D資料視覺化的書籍。

人工智慧的興起，除了機器學習與深度學習帶領風潮，從2D到3D的資料視覺化也成為人工智慧工程師鑽研的主題，多次與教育界的朋友聊天，一致感覺目前國內缺乏這方面完整敘述的書籍，這也是筆者撰寫這本書的動力。

本書包含32個主題、509個程式實例，所涵蓋內容如下：
◆ 完整解說操作matplotlib需要的Numpy知識
◆ 認識座標軸與圖表內容設計
◆ 繪製多個圖表
◆ 圖表的註解
◆ 建立與徹底認識圖表數學符號
◆ 折線圖與堆疊折線圖
◆ 散點圖
◆ 色彩映射Color mapping...

第1章：學習 matplotlib 需要的 Numpy 知識
1-0 建議閱讀書籍
1-1 陣列ndarray
1-2 Numpy的資料型態
1-3 使用array( )建立一維或多維陣列
1-4 使用zeros( )建立內容是0的多維陣列
1-5 使用ones( )建立內容是1的多維陣列
1-6 使用random.rantint( )建立隨機數陣列
1-7 使用arange( )函數建立陣列數據
1-8 使用linspace( )函數建立陣列
1-9 使用reshape( )函數更改陣列形式

第2章：認識 matplotlib 基礎與繪製折線圖
2-1 matplotlib模組的歷史
2-2 使用plot( )繪製折線圖 - 了解數據趨勢
2-3 線條寬度
2-4 線條色彩
2-5 建立線條樣式
2-6 建立線條上的節點樣式
2-7 標題的設定
2-8 儲存圖表
2-9 開啟或顯示圖表
2-10 matplotlib模組開啟一般圖檔
2-11 matplotlib的全域性字典rcParams

第3章：座標軸基礎設計
3-1 使用axis( )函數設定和取得x和y軸的範圍
3-2 使用xlim( )和ylim( )函數設定和取得x和y軸的範圍
3-3 用xticks( )執行x軸刻度標籤設計
3-4 用yticks( )執行y軸刻度標籤設計
3-5 標籤刻度的字型大小
3-6 刻度標籤的顏色
3-7 刻度設計tick_params( )函數
3-8 字型設定
3-9 圖例legend( )
3-10 網格的設定grid( )

第4章：圖表內容設計
4-1 在圖表內建立線條
4-2 建立水平和垂直參考區域
4-3 填充區間

第5章：圖表增加文字
5-1 在圖表標記文字語法
5-2 簡單的實例說明
5-3 段落文字輸出的應用
5-4 使用bbox參數建立盒子文字串
5-5 應用**kwargs參數輸出字串

第6章：繪製多個圖表
6-1 函數figure( )
6-2 建立子圖表subplot( )
6-3 子圖表與主標題
6-4 建立地理投影
6-5 子圖表物件
6-6 pyplot的API與OO API
6-7 共享x軸或y軸
6-8 多子圖的佈局tight_layout( )
6-9 建立子圖表使用subplots( )
6-10 極座標圖
6-11 Figure物件調用OO API函數add_subplot( )
6-12 建立網格子圖使用add_gridspec( )
6-13 使用OO API新增子圖的應用實例
6-14 軸函數axes( )
6-15 使用OO API add_axes( )新增圖內的子圖物件
6-16 使用OO API設定x軸和y軸的範圍

第7章：圖表註解
7-1 annotate( )函數語法
7-2 基礎圖表註釋的實例
7-3 箭頭顏色
7-4 箭頭樣式
7-5 將圖表註解應用在極座標

第8章：圖表的數學符號
8-1 編寫簡單的數學表達式
8-2 上標和下標符號
8-3 分數 (Fractions) 符號
8-4 二項式 (Binomials)
8-5 堆積數 (Stacked numbers)
8-6 小括號
8-7 建立包含整個公式小括號
8-8 根號
8-9 加總符號
8-10 小寫希臘字母
8-11 大寫希臘字母
8-12 增加空格
8-13 分隔符號
8-14 大符號
8-15 標準函數名稱
8-16 二元運算和關係符號
8-17 箭頭符號
8-18 其他符號
8-19 Unicode
8-20 口音字元
8-21 字型
8-22 建立含數學符號的刻度

第9章：繪製散點圖
9-1 散點圖的語法
9-2 基礎散點圖的實例
9-3 多組不同的資料集
9-4 建立數列色彩
9-5 建立大小不一的散點
9-6 再談 marker 符號
9-7 數學符號應用在散點圖
9-8 散點圖的圖例
9-9 將遮罩觀念應用在散點圖
9-10 蒙地卡羅模擬

第10章：色彩映射圖 Colormaps
10-1 色彩映射圖工作原理
10-2 不同寬度線條與hsv色彩映射
10-3 matplotlib色彩映射圖
10-4 隨機數的應用
10-5 散點圖在極座標的應用
10-6 折線圖函數plot( )調用cmap色彩

第11章：色彩條 Colorbars
11-1 colorbar( )函數語法
11-2 色彩條的配置
11-3 建立水平色彩條
11-4 建立含子圖的色彩條
11-5 自定義色彩條colorbar
11-6 使用自定義色彩應用在鳶尾花實例

第12章：建立數據圖表
12-1 顯示圖表數據資料imshow( )函數
12-2 顯示圖表數據資料
12-3 顯示隨機數的數據圖表
12-4 色彩條就是子圖物件
12-5 色彩的插值方法
12-6 影像的色彩元素處理
12-7 圖表數據的創意
12-8 建立熱圖(heatmap)

第13章：長條圖與橫條圖
13-1 長條圖bar( )函數
13-2 統計修課人數
13-3 長條圖的寬度
13-4 長條內部造型
13-5 多數據長條圖表設計
13-6 多數據直條圖表 – 堆疊圖
13-7 色彩凸顯
13-8 橫條圖
13-9 雙向橫條圖
13-10 長條圖應用在極座標

第14章：直方圖
14-1 直方圖的語法
14-2 直方圖基礎實例
14-3 隨機數函數的數據分佈
14-4 均勻分佈隨機數函數
14-5 常態分佈隨機數函數
14-6 三角形分佈取樣
14-7 組合圖
14-8 多數據的直方圖設計
14-9 應用直方圖做影像分析
14-10 直方圖histtype參數解說

第15章：圓餅圖
15-1 圓餅圖的語法
15-2 圓餅圖的基礎實例
15-3 圓餅圖標籤色彩與文字大小的控制
15-4 圓餅圖邊界線顏色與粗細
15-5 使用wedgeprops字典設定圖表樣式
15-6 設定圓餅圖保持圓形
15-7 建立環圈圖
15-8 多層圓餅圖的設計
15-9 圓餅圖的圖例
15-10 圓餅圖的專案

第16章：箱線圖
16-1 認識箱線圖定義
16-2 箱線圖的語法
16-3 箱線圖基礎實例
16-4 建立多組數據
16-5 使用flierprops參數設計異常值標記
16-6 水平箱線圖設計
16-7 顯示與設計均值
16-8 設計中位數線
16-9 設計晶鬚線(whiskers)
16-10 隱藏異常值
16-11 箱線圖的caps設計
16-12 箱線圖盒子設計
16-13 boxplot( )函數的回傳值解析
16-14 使用回傳物件重新編輯箱線圖各元件樣式

第17章：極座標繪圖
17-1 認識極座標
17-2 極座標繪圖函數
17-3 基礎極座標繪圖實例
17-4 幾何圖形的繪製

第18章：堆疊折線圖
18-1 堆疊折線圖的語法
18-2 堆疊折線圖基礎實例
18-3 統計世界人口數
18-4 堆疊折線圖baseline參數的應用
18-5 居家費用的應用

第19章：階梯圖
19-1 階梯圖語法
19-2 階梯圖基礎實例
19-3 階梯圖與長條圖
19-4 多組數據的混合使用
19-5 plot( )函數的drawstyle參數

第20章：棉棒圖
20-1 棉棒圖語法
20-2 棉棒圖的基礎實例
20-3 棉棒圖線條樣式
20-4 棉棒圖的標記
20-5 定義基線
20-6 標籤的使用
20-7 定義基線y的位置

第21章：間斷長條圖
21-1 間斷長條圖語法
21-2 間斷長條圖的基礎實例
21-3 繪製每天不同時段行車速度表
21-4 繪製學習觀察表

第22章：小提琴圖
22-1 小提琴圖的定義
22-2 小提琴圖的語法
22-3 小提琴圖的基礎實例
23-4 繪製多組數據
22-5 小提琴圖的系列參數設定
22-6 綜合實作

第23章：誤差條
23-1 誤差條的語法
23-2 誤差條的基礎實例
23-3 線條樣式
23-4 指定上限與下限
23-5 上方與下方誤差不一致
23-6 綜合應用

第24章：輪廓圖
24-1 輪廓圖的語法
24-2 輪廓圖的基礎實例
24-3 定義高度函數
24-4 色彩條與輪廓圖
24-5 輪廓圖上標記高度值
24-6 指數函數應用在輪廓圖

第25章：箭袋圖
25-1 箭袋的語法
25-2 箭袋的基礎實例
25-3 使用網格繪製箭袋圖
25-4 設計箭袋圖的箭頭方向
25-5 設計彩色的箭袋圖

第26章：流線圖
26-1 流線圖的語法
26-2 流線圖的基礎實例
26-3 自定義流線圖的速度
26-4 綜合實例

第27章：繪製幾何圖形
27-1 圓形Circle( )
27-2 橢圓形Ellipse( )
27-3 矩形Rectangle( )
27-4 圓弧Arc( )
27-5 楔形Wedge( )
27-6 箭頭Arrow( )
27-7 多邊形Polygon( )

第28章：表格製作
28-1 表格的語法
28-2 簡單的表格實例
28-3 直條圖與表格的實例
28-4 折線圖與表格的實例

第29章：基礎 3D 繪圖
29-1 啟動3D繪圖模式
29-2 在3D繪圖環境使用plot( )繪製折線圖
29-3 在3D繪圖環境使用scatter( )繪製散點圖
29-4 3D折線圖和3D散點圖的精彩實例

第30章：3D 曲面與輪廓設計
30-1 plot_surface( )函數
30-2 plot_surface( )函數的系列實例
30-3 plot_wireframe( )函數
30-4 plot_wireframe( )函數的系列實例
30-5 3D輪廓圖
30-6 contour( )和contourf( )函數的系列實例
30-7 3D視角
30-8 3D箭袋圖

第31章：3D 長條圖
31-1 使用bar( )函數仿製3D長條圖
31-2 繪製3D長條圖使用bar3d( )函數
31-3 bar3d( )的系列實例
31-4 建立多組長條數據
31-5 3D長條圖的應用

第32章：設計動畫
32-1 FuncAnimation( )函數
32-2 動畫設計的基礎實例
32-3 走馬燈設計
32-4 設計動態矩陣影像
32-5 ArtistAnimation( )使用串列當作動畫來源

附錄 A：函數與關鍵字索引表

附錄 B：RGB 色彩表

第1章：學習 matplotlib 需要的 Numpy 知識
1-0 建議閱讀書籍
1-1 陣列ndarray
1-2 Numpy的資料型態
1-3 使用array( )建立一維或多維陣列
1-4 使用zeros( )建立內容是0的多維陣列
1-5 使用ones( )建立內容是1的多維陣列
1-6 使用random.rantint( )建立隨機數陣列
1-7 使用arange( )函數建立陣列數據
1-8 使用linspace( )函數建立陣列
1-9 使用reshape( )函數更改陣列形式

第2章：認識 matplotlib 基礎與繪製折線圖
2-1 matplotlib模組的歷史
2-2 使用plot( )繪製折線圖 - 了解數據趨勢
2-3 線條寬度
2-4 線條色彩
2-5 ...