ipywidgetsを使ってグラフをインタラクティブに動かしてみた

元教師

こんにちは！データサイエンティストの青木和也（https://twitter.com/kaizen_oni）です！

この記事では、ipywidgetライブラリを使って、インタラクティブに動かすことのできるグラフの作り方を紹介いたします！

特に仕事上でグラフを使って説明をする際には十分に使える機能だと思うので、ぜひ活用してみてください！

pywidgetsライブラリとは？
@interactという機能とは？
@interactの使い方
まとめ

pywidgetsライブラリとは？

pywidgetsライブラリとは、Jupyter notebook上でインタラクティブな、つまり実際に数値を動かしながらグラフを描画することができるライブラリのことです。

pywidgetsでインタラクティブに動かす方法はスライドバーやチェックボックス、文字のインプットなどがありますが、この記事ではグラフを動かすのに適している@interactを使った方法についてご紹介いたします。

実際にご自身のJupyter notebookでipywidgetsライブラリを動かしてみたい方は以下のコマンドをターミナル/コマンドプロンプトで実行して、ipywidgetsライブラリをインストールしておきましょう。

pip install ipywidgets

@interactという機能とは？

@interactは以下のように使うことができます。

from scipy.stats import norm
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

@interact(mean=10, std=5)
def plot_norm_distribution(mean, std):
    """正規分布のグラフを描画します。
    
    Args:
        mean (float): 分布の平均値。
        std (float): 分布の標準偏差。
    """
    x_values = np.arange(-60, 60, 0.05)  # X軸の値
    pdf_values = norm.pdf(x_values, loc=mean, scale=std)  # 確率密度関数の値
    
    fig, ax = plt.subplots(figsize=(10, 4))
    ax.plot(x_values, pdf_values)
    ax.set_xlim(-20, 40)
    ax.set_ylim(0, 0.1)
    ax.axvline(10, color='red', linestyle='dotted')  # ポイント10を示す赤い点線
    
    # ポイント10以上の領域を赤色で塗りつぶし
    fill_area_x = np.arange(10, 60, 0.05)
    fill_area_y = norm.pdf(fill_area_x, loc=mean, scale=std)
    ax.fill_between(fill_area_x, fill_area_y, alpha=0.3, color='red')

上記のコードでは@interactの機能を使って、正規分布の平均と標準偏差をスライダーで変更できるようにしています。