【Python】論文用グラフの作り方｜代表的な5種類のグラフで紹介

2023年2月21日2023年5月18日

Python（matplotlib）での論文用に使えるグラフの作り方を種類ごとにまとめました。

「論文用グラフの作り方」の使い方

サンプル画像の下のコードを押していただくと，ソースコードが表示されます。

コピペでサンプル画像が作れます。

コピペをした後に，dataの部分とその他のカスタマイズを変更して使うことをおすすめします。

論文用グラフのおすすめの色

論文のグラフは誰が見ても同じ理解ができるようにモノトーンで作ることが好ましいと思います。

私がよく使う色をご紹介します。

色名	RGB	16進数
黒	（0,0,0）	#000000
灰色1	（61,60,60）	#3d3c3c
灰色2	（133,132,132）	#858584
灰色3	（182,182,182）	#b6b6b6
灰色4	（224,224,224）	#e0e0e0
白	（255,255,255）	#ffffff

代表的なグラフ

下で紹介するグラフは，コードをコピペすると出力される画像です。

データの部分をご自身のものに変えて使用することができます。

詳しいカスタマイズについては，こちらの個別記事をご覧ください！

棒グラフ

コードはこちら

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
# 論文用の設定
# centimeters in inches
cm = 1/2.54 
plt.rcParams['font.family'] = 'Helavetica' # font familyの設定
plt.rcParams['mathtext.fontset'] = 'stix' # math fontの設定
plt.rcParams["font.size"] = 12
plt.rcParams['figure.subplot.bottom'] = 0.15
plt.rcParams['figure.subplot.left'] = 0.15
plt.rcParams['axes.axisbelow'] = True
# データ作成
x = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
data = np.array([30,50,90,40,70])
label = ["2018","2019","2020","2021","2022"]
# グラフの定義
fig = plt.figure(figsize=(12*cm, 8*cm),dpi=300)
ax = fig.add_subplot(1,1,1)
# グラフのプロット
ax.bar(x, 
       data, 
       tick_label=label, 
       align="center",
       color="#000000",)
# 軸周りの設定
ax.set_ylim(0, 100)
ax.set_xlabel("Time")
ax.set_ylabel("Volume [XX]")
ax.grid(axis='y',linestyle='-', color='#e0e0e0')
fig.savefig("bar.png", format="png", dpi=300)
fig.show()

積み上げ棒グラフ

コードはこちら

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
# 論文用の設定
# centimeters in inches
cm = 1/2.54 
plt.rcParams['font.family'] = 'Helavetica' # font familyの設定
plt.rcParams['mathtext.fontset'] = 'stix' # math fontの設定
plt.rcParams["font.size"] = 12
plt.rcParams['figure.subplot.bottom'] = 0.15
plt.rcParams['figure.subplot.left'] = 0.15
plt.rcParams['axes.axisbelow'] = True
# データ作成
x = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
data = np.array([[70,50,30],
                 [30,40,30],
                 [50,90,40],
                 [60,40,50],
                 [30,40,50]])
label = ["2018","2019","2020","2021","2022"]
# グラフの定義
fig = plt.figure(figsize=(12*cm, 8*cm),dpi=300)
ax = fig.add_subplot(1,1,1)
# グラフのプロット1
B1 = ax.bar(x, 
            data[:,0], 
            tick_label=label, 
            align="center",
            color="#000000")
# グラフのプロット2
B2 = ax.bar(x, 
            data[:,1], 
            bottom=np.sum(data[:,0:1],axis=1),
            tick_label=label, 
            align="center",
            color="#858584")
# グラフのプロット3
B3 = ax.bar(x, 
            data[:,2], 
            bottom=np.sum(data[:,0:2],axis=1),
            tick_label=label, 
            align="center",
            color="#3d3c3c")
# 軸周りの設定
ax.set_ylim(0, 200)
ax.set_xlabel("Time")
ax.set_ylabel("Volume [XX]")
ax.grid(axis='y',linestyle='-', color='#e0e0e0')
# 凡例の設定
plt.legend((B1[0], B2[0], B3[0]), ("bar1", "bar2", "bar3"), 
            loc='lower center', 
            bbox_to_anchor=(.5, 1.1), 
            ncol=3,
            fancybox=False,
            edgecolor="k")
#セーブ
fig.savefig("bar_stacked.png", format="png", dpi=300, bbox_inches='tight')
fig.show()

折れ線グラフ

コードはこちら

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
# 論文用の設定
# centimeters in inches
cm = 1/2.54 
plt.rcParams['font.family'] = 'Helavetica' # font familyの設定
plt.rcParams['mathtext.fontset'] = 'stix' # math fontの設定
plt.rcParams["font.size"] = 12
plt.rcParams['figure.subplot.bottom'] = 0.15
plt.rcParams['figure.subplot.left'] = 0.15
plt.rcParams['axes.axisbelow'] = True
# データ作成
x = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
data = np.array([30,50,90,40,70])
label = ["2018","2019","2020","2021","2022"]
# グラフの定義
fig = plt.figure(figsize=(12*cm, 8*cm),dpi=300)
ax = fig.add_subplot(1,1,1)
# グラフのプロット
ax.plot(x, 
        data, 
        label=label, 
        color="#000000",
        marker=".",
        markersize = 10)
# 軸周りの設定
ax.set_ylim(0, 100)
ax.set_xlabel("Time")
ax.set_ylabel("Volume [XX]")
ax.grid(axis='y',linestyle='-', color='#e0e0e0')
fig.savefig("plot.png", format="png", dpi=300)
fig.show()

複数系列の折れ線グラフ

コードはこちら

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
# 論文用の設定
# centimeters in inches
cm = 1/2.54 
plt.rcParams['font.family'] = 'Helavetica' # font familyの設定
plt.rcParams['mathtext.fontset'] = 'stix' # math fontの設定
plt.rcParams["font.size"] = 12
plt.rcParams['figure.subplot.bottom'] = 0.15
plt.rcParams['figure.subplot.left'] = 0.15
plt.rcParams['axes.axisbelow'] = True
# データ作成
x = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
data = np.array([[30,50,20],
                 [90,40,30],
                 [70,80,50],
                 [70,40,35],
                 [10,50,90]])
label = ["2018","2019","2020","2021","2022"]
# グラフの定義
fig = plt.figure(figsize=(12*cm, 8*cm),dpi=300)
ax = fig.add_subplot(1,1,1)
# グラフのプロット
P1 = ax.plot(x, 
             data[:,0], 
             label=label, 
             color="#000000",
             marker=".",
             markersize = 10)
P2 = ax.plot(x, 
             data[:,1], 
             label=label, 
             color="#000000",
             marker="^",
             markerfacecolor='#ffffff',
             markeredgecolor="#000000",
             markersize = 6)
P3 = ax.plot(x, 
             data[:,2], 
             label=label, 
             color="#000000",
             ls="--",
             marker="x",
             markersize = 6)
# 凡例の設定
plt.legend((P1[0], P2[0], P3[0]), ("plot1", "plot2", "plot3"), 
            loc='lower center', 
            bbox_to_anchor=(.5, 1.1), 
            ncol=3,
            fancybox=False,
            edgecolor="k")
# 軸周りの設定
ax.set_ylim(0, 100)
ax.set_xlabel("Time")
ax.set_ylabel("Volume [XX]")
ax.grid(axis='y',linestyle='-', color='#e0e0e0')
fig.savefig("plot_multi.png", format="png", dpi=300, bbox_inches='tight')
fig.show()

複合グラフ

コードはこちら

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
# 論文用の設定
# centimeters in inches
cm = 1/2.54 
plt.rcParams['font.family'] = 'Helavetica' # font familyの設定
plt.rcParams['mathtext.fontset'] = 'stix' # math fontの設定
plt.rcParams["font.size"] = 12
plt.rcParams['figure.subplot.bottom'] = 0.15
plt.rcParams['figure.subplot.left'] = 0.15
plt.rcParams['axes.axisbelow'] = True
# データ作成
x = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
data1 = [30,50,90,40,70];
data2 = [50,70,50,30,80];
label = ["2018","2019","2020","2021","2022"]
# グラフの定義
fig = plt.figure(figsize=(12*cm, 8*cm),dpi=300)
ax_left = fig.add_subplot(1,1,1)
ax_right = ax_left.twinx()
# グラフのプロット
# 左軸（折れ線）
P = ax_left.plot(x, 
                 data1, 
                 label=label, 
                 color="#000000",
                 marker="^",
                 markerfacecolor='#ffffff',
                 markeredgecolor="#000000",
                 markersize = 6)
# 右軸（棒グラフ）
B = ax_left.bar(x, 
                 data2, 
                 tick_label=label, 
                 align="center",
                 color="#858584")
# 凡例の設定
plt.legend((P[0], B[0]), ("plot", "bar"), 
            loc='lower center', 
            bbox_to_anchor=(.5, 1.1), 
            ncol=3,
            fancybox=False,
            edgecolor="k")
# 軸周りの設定
ax_left.set_ylim(0, 100)
ax_left.set_xlabel("Time")
ax_left.set_ylabel("Volume1 [XX]")
ax_right.set_ylim(0, 100)
ax_right.set_xlabel("Time")
ax_right.set_ylabel("Volume2 [XX]")
ax_left.grid(axis='y',linestyle='-', color='#e0e0e0')
fig.savefig("complex.png", format="png", dpi=300, bbox_inches='tight')
fig.show()