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Plotlyで出力したSVGの読み書きをするTips

2023/08/10に公開

SVG 出力したグラフから凡例を切り取りたい…

前回の記事でデータ個数によるグラフの違いを解説しました。
今回はSVG出力された画像から凡例とグラフを分けるTipsを紹介します。

SVGの操作はPython標準搭載のxmlライブラリを使用しました。
https://docs.python.org/ja/3/library/xml.etree.elementtree.html

前段: 前回出力したグラフ

今回は以下コード(前回記事)で出力した画像を基に分割作業を行います。

import numpy as np
import plotly.graph_objects as go
import plotly.io as pio

N = 20
random_x = np.linspace(0, 1, N)
random_y0 = np.random.randn(N) + 5
random_y1 = np.random.randn(N)

plot = [
    go.Scatter(
        mode="lines+markers",
        x=random_x,
        y=random_y0,
        name="sampleA",
        line=dict(color="blue", dash="solid"),
        marker=dict(symbol="circle-open"),
    ),
    go.Scatter(
        mode="lines+markers",
        x=random_x,
        y=random_y1,
        name="sampleB",
        line=dict(color="red", dash="solid"),
        marker=dict(symbol="circle-open"),
    ),
]

fig = go.Figure(data=plot)

# SVG出力
pio.write_image(fig, "./output.svg", format="svg")

出力された画像はこちら
グラフ画像

この画像から凡例とグラフを別々に出力したいと思います。

画像の構成要素を確認する

画像の要素をデベロッパーツールで解析します。

デベロッパーツール画像

凡例のところだけ切り抜くと以下のようになります。

<svg>
  <!-- レイアウト情報 -->
  <g class="infolayer">
    <!-- 凡例関係 -->
    <g class="legend">
      <rect class="bg"></rect>
      <g class="scrollbox">
        <g class="groups">
          <!-- ここに凡例の各要素が格納されている -->
          <g class="traces"></g>
          <g class="traces"></g>
        </g>
      </g>
      <rect class="scrollbar"></rect>
    </g>
  </g>
</svg>

infolayer→legend の順で掘っていければ目的の凡例に辿り着けそうです。

凡例出力用のテンプレートを準備する

凡例の位置は画像からの絶対値で決まっているようです。

<g class="legend" ... transform="translate(*,*)">の translate は不要のため
テンプレートを準備し、そこに取得した要素を挿入する形にしました。

そのテンプレートがこちらです。
width, heightは環境に合わせて適宜修正してください。

<svg
  class="main-svg"
  xmlns="http://www.w3.org/2000/svg"
  xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"
  width="700"
  height="500"
  style=""
  viewBox="0 0 700 500"
>
  <g class="infolayer">
    <g class="legend" pointer-events="all"></g>
  </g>
</svg>

SVGをXMLとして読み取る

SVGをXMLとして読み込みます。
画像は上で紹介した./output.svgです。

import xml.etree.ElementTree as ET
from pathlib import Path

input_path = Path("./output.svg")

# 読込
tree = ET.parse(input_path)

# 要素を取得
root = tree.getroot()

print(root)
# <Element '{http://www.w3.org/2000/svg}svg' at *********>

rootが要素のルートになります。
ここから検索して目的の凡例を取得します。

凡例を取得する

凡例の要素を取得します。
gタグは{http://www.w3.org/2000/svg}gで要素検索が可能です。

SVG読込→レイアウト検索→凡例検索→要素取得
の順番です。

import xml.etree.ElementTree as ET
from pathlib import Path

# xmlで読み込んだgタグ
SVG_G_TAG = "{http://www.w3.org/2000/svg}g"

input_path = Path("./output.svg")

tree = ET.parse(input_path)
root = tree.getroot()

# 大元gタグからレイアウト情報取得
g_elems = root.findall(SVG_G_TAG)
info_elems = next(filter(lambda x: x.attrib["class"] == "infolayer", g_elems))

# レイアウト情報から凡例取得
layer_elems = info_elems.findall(SVG_G_TAG)
legend_elems = next(filter(lambda x: x.attrib["class"] == "legend", layer_elems))

findall()でgタグを全て取得します。
その後、next*filterを使用しgタグの中からレイアウト情報と凡例それぞれのクラス名で検索し、要素を特定します。

これで<g class="legend">...</g>が取得できました。

テンプレートに要素を追加する

取得できた要素をテンプレートに追加します。

まずは読み込みと凡例の箇所まで検索します。

import xml.etree.ElementTree as ET
from pathlib import Path

template_path = Path("./legend_template.svg")
template_tree = ET.parse(template_path)
template_root = template_tree.getroot()

# 凡例のタグを取得
template_legend = template_root.find(f"{SVG_G_TAG}/{SVG_G_TAG}")
if template_legend is None:
    raise

findメソッドは検索条件に一致する要素を取得します。
結果はOptionalなので、一度None判定を入れて型アノテーションを確定させます。

その後、テンプレートの凡例に対して要素を追加します。
追加するにはappendメソッドを使用します。

# テンプレートに凡例を追加
[template_legend.append(elem) for elem in legend_elems]

legend_elemsが元画像から取得した凡例要素です。
リストの内包表記で凡例以下のタグを全て追加します。

凡例画像出力

凡例画像を出力します。
しかし、そのまま出力するとns:0というNamespaceが追加されてしまいます。
そのため、こちらの記事を参考にns:0を追加しないように上書きします。

https://zenn.dev/soh92/articles/f20994e755974f


# 結果反映
template_tree = ET.ElementTree(template_root)

# ns:0対策
namespaces = {
    node[0]: node[1] for _, node in ET.iterparse(template_path, events=["start-ns"])
}
for key, value in namespaces.items():
    ET.register_namespace(key, value)

# 凡例出力
legend_output_path = Path("./legend.svg")
template_tree.write(legend_output_path)

出力された画像を確認します。

凡例切り抜き

凡例だけ切り抜くことに成功しました。

元画像から凡例を削除

元画像から凡例部分を削除して出力します。
要素の削除にはremoveメソッドを使用します。

# 凡例部分削除
info_elems.remove(legend_elems)

# 変更反映
tree = ET.ElementTree(root)

# xmlタグ対策
target_namespaces = {
    node[0]: node[1] for _, node in ET.iterparse(input_path, events=["start-ns"])
}
for key, value in target_namespaces.items():
    ET.register_namespace(key, value)

# 凡例を切り取ったグラフ出力
graph_output_path = Path("./graph.svg")
tree.write(graph_output_path)

グラフの画像を確認します。

グラフの画像

凡例が切り取られているのが確認できました!

実装コード

上記の処理の実装コードです。

import xml.etree.ElementTree as ET
from pathlib import Path

# xmlで読み込んだgタグ
SVG_G_TAG = "{http://www.w3.org/2000/svg}g"

input_path = Path("./output.svg")
template_path = Path("./legend_template.svg")

tree = ET.parse(input_path)
root = tree.getroot()

# 大元gタグから情報レイヤー取得
g_elems = root.findall(SVG_G_TAG)
info_elems = next(filter(lambda x: x.attrib["class"] == "infolayer", g_elems))

# 情報一覧から凡例取得
layer_elems = info_elems.findall(SVG_G_TAG)
legend_elems = next(filter(lambda x: x.attrib["class"] == "legend", layer_elems))

template_tree = ET.parse(template_path)
template_root = template_tree.getroot()

# 凡例のタグを取得
template_legend = template_root.find(f"{SVG_G_TAG}/{SVG_G_TAG}")
if template_legend is None:
    raise

# テンプレートに凡例を追加
[template_legend.append(elem) for elem in legend_elems]


# 結果反映
template_tree = ET.ElementTree(template_root)

# ns:0対策
namespaces = {
    node[0]: node[1] for _, node in ET.iterparse(template_path, events=["start-ns"])
}
for key, value in namespaces.items():
    ET.register_namespace(key, value)

# 凡例出力
legend_output_path = Path("./legend.svg")
template_tree.write(legend_output_path)

# 凡例部分削除
info_elems.remove(legend_elems)

# 変更反映
tree = ET.ElementTree(root)

# ns:0対策
target_namespaces = {
    node[0]: node[1] for _, node in ET.iterparse(input_path, events=["start-ns"])
}
for key, value in target_namespaces.items():
    ET.register_namespace(key, value)

# 凡例を切り取ったグラフ出力
graph_output_path = Path("./graph.svg")
tree.write(graph_output_path)

SVGはXMLとして操作可能

plotlyから凡例を切り取る方法を紹介しました。

SVGはXMLとして読み込んで処理ができる事を発見したので
今後、色々と活用できそうです!

今回のソースはこちらに置きました。
https://github.com/nowa0402/plotly_mode

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