Matplotlib mathtext：刻度标签中的字形错误
Matplotlib mathtext: Glyph errors in tick labels
我在 matplotlib 2.0.2 中使用默认 mathtext as opposed to the LaTeX 数学渲染引擎渲染数学时发现错误。数学文本似乎无法识别某些字形（在我的例子中是减号和乘号）。真正奇怪的是，只有当这些特定字形出现在刻度标签中时才会发生错误。当我故意输入一些数学表达式时图题，效果不错
考虑以下示例和生成的图像：
import matplotlib
import matplotlib.pyplot as plt
# Customize matplotlib
matplotlib.rcParams.update({# Use mathtext, not LaTeX
'text.usetex': False,
# Use the Computer modern font
'font.family': 'serif',
'font.serif': 'cmr10',
'mathtext.fontset': 'cm',
})
# Plot
plt.semilogy([-0.03, 0.05], [0.3, 0.05])
plt.title(r'$-6\times 10^{-2}$')
plt.savefig('test.png')
如图所示，刻度标签中的乘法和一些减号已替换为其他字符。如果我使用 LaTeX（通过将 'text.usetex' 设置为 True），一切都呈现得很好。为什么会发生这种情况，更重要的是，如何在不从 mathtext 更改为 LaTeX 的情况下修复它？
附加信息
这是 运行 示例代码时打印的警告：
mathtext.py:866: MathTextWarning: Font 'default' does not have a glyph for '\times' [U+d7]
MathTextWarning)
mathtext.py:867: MathTextWarning: Substituting with a dummy symbol.
warn("Substituting with a dummy symbol.", MathTextWarning)
请注意，指数中出现的减号已正确呈现。如果我省略 'mathtext.fontset': 'cm'，这些也可能不会呈现，产生另一个类似的警告：
mathtext.py:866: MathTextWarning: Font 'default' does not have a glyph for '-' [U+2212]
MathTextWarning)
mathtext.py:867: MathTextWarning: Substituting with a dummy symbol.
warn("Substituting with a dummy symbol.", MathTextWarning)
此外，如果我在 rcParams 中包含 'axes.unicode_minus': False（并保留 'mathtext.fontset': 'cm'），所有减号都会正确呈现，但乘号仍然存在问题。
乘号错误在旧版本的 matplotlib 上似乎不是问题（我测试过 1.5.1、1.4.3 和 1.3.1）。但是，这些 matplotib 坚持只在 10⁻²、10⁻¹、1、10、10² 等处生成刻度标签，因此不需要乘号。
错误报告
这已作为 bug report 提交给 Matplotlib。
我发现 STIX 字体是现代计算机可接受的替代品。
import matplotlib
import matplotlib.pyplot as plt
# Customize matplotlib
matplotlib.rcParams.update(
{
'text.usetex': False,
'font.family': 'stixgeneral',
'mathtext.fontset': 'stix',
}
)
# Plot
plt.semilogy([-0.03, 0.05], [0.3, 0.05])
plt.title(r'$-6\times 10^{-2}$')
plt.savefig('test.png')
这会在我的笔记本电脑上产生以下输出：
问题原因
我现在明白是怎么回事了。 yticklabels 的格式都类似于
r'$\mathdefault{6\times10^{-2}}$'
这对于缺少 \times10^{-2} 部分的主要刻度标签效果很好。我相信这对于次要刻度标签是失败的，因为 \times 在 \mathdefault{} 内部不起作用。如 here 所述，\mathdefault{} 用于生成与用于数学文本的字体相同的常规（非数学）文本，但限制是可用符号少得多。由于 \mathdefault{} 中的所有内容都是 数学，因此 \mathdefault{} 的使用完全多余，因此可以安全地删除它。这解决了问题。
解决方案
可以使用 matplotlib 的 tick formatters 解决这个问题。但是，我想保留默认的（次要）刻度标签位置和（预期的）格式，因此更简单的解决方案是简单地删除刻度标签的 \mathdefault 部分：
import warnings
import matplotlib
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.mathtext import MathTextWarning
# Customize matplotlib
matplotlib.rcParams.update({# Use mathtext, not LaTeX
'text.usetex': False,
# Use the Computer modern font
'font.family': 'serif',
'font.serif': 'cmr10',
'mathtext.fontset': 'cm',
# Use ASCII minus
'axes.unicode_minus': False,
})
# Function implementing the fix
def fix(ax=None):
if ax is None:
ax = plt.gca()
fig = ax.get_figure()
# Force the figure to be drawn
with warnings.catch_warnings():
warnings.simplefilter('ignore', category=MathTextWarning)
fig.canvas.draw()
# Remove '\mathdefault' from all minor tick labels
labels = [label.get_text().replace('\mathdefault', '')
for label in ax.get_xminorticklabels()]
ax.set_xticklabels(labels, minor=True)
labels = [label.get_text().replace('\mathdefault', '')
for label in ax.get_yminorticklabels()]
ax.set_yticklabels(labels, minor=True)
# Plot
plt.semilogy([-0.03, 0.05], [0.3, 0.05])
plt.title(r'$-6\times 10^{-2}$')
fix()
plt.savefig('test.png')
编写此修复程序的棘手部分是您无法在绘制图形之前获取刻度标签。因此我们需要先调用fig.canvas.draw()。这将引发我已抑制的警告。这也意味着您应该尽可能晚地调用 fix() ，以便所有轴都像最后一样绘制。最后（如问题中所述），'axes.unicode_minus' 已设置为 False 以解决减号的类似问题。
生成的图像：
敏锐的 LaTeX 眼睛可能会发现关于 xticklabels 中的缺点仍然有些不对劲。这与问题无关，但发生是因为 xticklabels 中的数字未包含在 $...$.
中
matplotlib 3.1.0 更新
从 matplotlib 版本 3.1.0 开始，警告通过 logging 模块发出，而不是 warnings。要消除警告，请替换
# Force the figure to be drawn
with warnings.catch_warnings():
warnings.simplefilter('ignore', category=MathTextWarning)
fig.canvas.draw()
与
# Force the figure to be drawn
import logging
logger = logging.getLogger('matplotlib.mathtext')
original_level = logger.getEffectiveLevel()
logger.setLevel(logging.ERROR)
with warnings.catch_warnings():
warnings.simplefilter('ignore', category=MathTextWarning)
fig.canvas.draw()
logger.setLevel(original_level)
现在忽略警告，无论它是通过 logging 还是 warnings 发出的。
为了掩盖警告，我在消息中使用了 filterwarnings()。
import warnings
warnings.filterwarnings("ignore", message="Glyph 146 missing from current font.")
因此请将 "Glyph 146 missing from current font." 替换为您自己的错误消息。
我在 matplotlib 2.0.2 中使用默认 mathtext as opposed to the LaTeX 数学渲染引擎渲染数学时发现错误。数学文本似乎无法识别某些字形（在我的例子中是减号和乘号）。真正奇怪的是，只有当这些特定字形出现在刻度标签中时才会发生错误。当我故意输入一些数学表达式时图题，效果不错
考虑以下示例和生成的图像：
import matplotlib
import matplotlib.pyplot as plt
# Customize matplotlib
matplotlib.rcParams.update({# Use mathtext, not LaTeX
'text.usetex': False,
# Use the Computer modern font
'font.family': 'serif',
'font.serif': 'cmr10',
'mathtext.fontset': 'cm',
})
# Plot
plt.semilogy([-0.03, 0.05], [0.3, 0.05])
plt.title(r'$-6\times 10^{-2}$')
plt.savefig('test.png')
如图所示，刻度标签中的乘法和一些减号已替换为其他字符。如果我使用 LaTeX（通过将 'text.usetex' 设置为 True），一切都呈现得很好。为什么会发生这种情况，更重要的是，如何在不从 mathtext 更改为 LaTeX 的情况下修复它？
附加信息
这是 运行 示例代码时打印的警告：
mathtext.py:866: MathTextWarning: Font 'default' does not have a glyph for '\times' [U+d7]
MathTextWarning)
mathtext.py:867: MathTextWarning: Substituting with a dummy symbol.
warn("Substituting with a dummy symbol.", MathTextWarning)
请注意，指数中出现的减号已正确呈现。如果我省略 'mathtext.fontset': 'cm'，这些也可能不会呈现，产生另一个类似的警告：
mathtext.py:866: MathTextWarning: Font 'default' does not have a glyph for '-' [U+2212]
MathTextWarning)
mathtext.py:867: MathTextWarning: Substituting with a dummy symbol.
warn("Substituting with a dummy symbol.", MathTextWarning)
此外，如果我在 rcParams 中包含 'axes.unicode_minus': False（并保留 'mathtext.fontset': 'cm'），所有减号都会正确呈现，但乘号仍然存在问题。
乘号错误在旧版本的 matplotlib 上似乎不是问题（我测试过 1.5.1、1.4.3 和 1.3.1）。但是，这些 matplotib 坚持只在 10⁻²、10⁻¹、1、10、10² 等处生成刻度标签，因此不需要乘号。
错误报告
这已作为 bug report 提交给 Matplotlib。
我发现 STIX 字体是现代计算机可接受的替代品。
import matplotlib
import matplotlib.pyplot as plt
# Customize matplotlib
matplotlib.rcParams.update(
{
'text.usetex': False,
'font.family': 'stixgeneral',
'mathtext.fontset': 'stix',
}
)
# Plot
plt.semilogy([-0.03, 0.05], [0.3, 0.05])
plt.title(r'$-6\times 10^{-2}$')
plt.savefig('test.png')
这会在我的笔记本电脑上产生以下输出：
问题原因
我现在明白是怎么回事了。 yticklabels 的格式都类似于
r'$\mathdefault{6\times10^{-2}}$'
这对于缺少 \times10^{-2} 部分的主要刻度标签效果很好。我相信这对于次要刻度标签是失败的，因为 \times 在 \mathdefault{} 内部不起作用。如 here 所述，\mathdefault{} 用于生成与用于数学文本的字体相同的常规（非数学）文本，但限制是可用符号少得多。由于 \mathdefault{} 中的所有内容都是 数学，因此 \mathdefault{} 的使用完全多余，因此可以安全地删除它。这解决了问题。
解决方案
可以使用 matplotlib 的 tick formatters 解决这个问题。但是，我想保留默认的（次要）刻度标签位置和（预期的）格式，因此更简单的解决方案是简单地删除刻度标签的 \mathdefault 部分：
import warnings
import matplotlib
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.mathtext import MathTextWarning
# Customize matplotlib
matplotlib.rcParams.update({# Use mathtext, not LaTeX
'text.usetex': False,
# Use the Computer modern font
'font.family': 'serif',
'font.serif': 'cmr10',
'mathtext.fontset': 'cm',
# Use ASCII minus
'axes.unicode_minus': False,
})
# Function implementing the fix
def fix(ax=None):
if ax is None:
ax = plt.gca()
fig = ax.get_figure()
# Force the figure to be drawn
with warnings.catch_warnings():
warnings.simplefilter('ignore', category=MathTextWarning)
fig.canvas.draw()
# Remove '\mathdefault' from all minor tick labels
labels = [label.get_text().replace('\mathdefault', '')
for label in ax.get_xminorticklabels()]
ax.set_xticklabels(labels, minor=True)
labels = [label.get_text().replace('\mathdefault', '')
for label in ax.get_yminorticklabels()]
ax.set_yticklabels(labels, minor=True)
# Plot
plt.semilogy([-0.03, 0.05], [0.3, 0.05])
plt.title(r'$-6\times 10^{-2}$')
fix()
plt.savefig('test.png')
编写此修复程序的棘手部分是您无法在绘制图形之前获取刻度标签。因此我们需要先调用fig.canvas.draw()。这将引发我已抑制的警告。这也意味着您应该尽可能晚地调用 fix() ，以便所有轴都像最后一样绘制。最后（如问题中所述），'axes.unicode_minus' 已设置为 False 以解决减号的类似问题。
生成的图像：
$...$.
matplotlib 3.1.0 更新
从 matplotlib 版本 3.1.0 开始，警告通过 logging 模块发出，而不是 warnings。要消除警告，请替换
# Force the figure to be drawn
with warnings.catch_warnings():
warnings.simplefilter('ignore', category=MathTextWarning)
fig.canvas.draw()
与
# Force the figure to be drawn
import logging
logger = logging.getLogger('matplotlib.mathtext')
original_level = logger.getEffectiveLevel()
logger.setLevel(logging.ERROR)
with warnings.catch_warnings():
warnings.simplefilter('ignore', category=MathTextWarning)
fig.canvas.draw()
logger.setLevel(original_level)
现在忽略警告，无论它是通过 logging 还是 warnings 发出的。
为了掩盖警告，我在消息中使用了 filterwarnings()。
import warnings
warnings.filterwarnings("ignore", message="Glyph 146 missing from current font.")
因此请将 "Glyph 146 missing from current font." 替换为您自己的错误消息。