C# Plotライブラリ

(2018.4.22 作成)

　このサイトでは電子工作に関する内容を紹介していますが、マイコンで取得したデータをPCで処理する場面は多々あると思います。その中でもデータをリアルタイムにグラフで可視化できると何かと便利です。

　こういった用途でグラフを書く方法はいくつか考えられますが、管理人の場合はC#で受信側ソフトを作ることが多いです。

　C#でグラフを描こうとする場合、もともとChartコントロールというグラフ描画機能があるのでこれを使うことが最もお手軽です。しかし残念ながらこのChartコントロールはイマイチ使い勝手が悪いです。

　そこでほかに良いグラフ描画コントロールがないか探してみました。選定基準は

マウスでパン、ズームができる。標準のChartコントロールはこれがないことが一番の不満点です。
登録なしにフリーで使用できる。商用利用も可。
比較的最近までメンテされており、今後もメンテされる気がする。

です。この基準に照らして探してみたところいくつか見つかったので紹介してみようと思います。

標準Chartコントロール

　まず最初に比較対象となる標準のChartコントロールでグラフを描いてみた例を示します。

　左図のように、まるで少し前のエクセルで書いたようなグラフを描くことができます。

　多くの場合これでも問題ないと思うのですが、いろいろと不満もあるので何とかしたいです。

　ちなみに以下にこのグラフを作成したソースコードを示します。

using System;
using System.Windows.Forms;

namespace WindowsChart
{
        public partial class Form1 : Form
        {
                public Form1()
                {
                        InitializeComponent();
                }

                private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
                {
                        // Prepare data
                        double[] x = new double[] { 0.0, 1.0, 5.0 };
                        double[] y = new double[] { 0.0, 3.0, 10.0 };

                        System.Windows.Forms.DataVisualization.Charting.Series ser = new System.Windows.Forms.DataVisualization.Charting.Series();
                        ser.Name = "Data1";
                        ser.ChartType = System.Windows.Forms.DataVisualization.Charting.SeriesChartType.Line;
                        
                        for (int i = 0; i < x.Length; i++)
                                ser.Points.AddXY(x[i], y[i]);

                        chart1.Series.Clear();
                        chart1.Series.Add(ser);
                        
                        chart1.ChartAreas[0].AxisX.Title= "label x";
                        chart1.Titles.Add("Windows Chart");
                        chart1.Legends[0].DockedToChartArea = chart1.ChartAreas[0].Name;
                        chart1.Legends[0].Docking = System.Windows.Forms.DataVisualization.Charting.Docking.Left;
                }
        }
}

OxyPlot

　検索すると比較的容易に見つかるOxyPlotです。そこそこ有名らしく日本語のサイトもいくつかあります。

　なかなかシンプルで使いやすく、1時間もせずに左のグラフまで作れるようになりました。

　NuGetを使用してインストールできるのはVer1.0までで2016年にこの開発は終了したようですが、その後も継続しておりVer2.0のpre版まで作成されているようです。

　Chart Controlと同様にソースコードを下に示します。(FormLoad部分以外は上記コードと同じなので割愛)

private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
{
        OxyPlot.PlotModel model = new OxyPlot.PlotModel();
        // Prepare data
        double[] x = new double[] { 0.0, 1.0, 5.0 };
        double[] y = new double[] { 0.0, 3.0, 10.0 };
        OxyPlot.Series.LineSeries ls = new OxyPlot.Series.LineSeries();
        ls.Title = "Data1";
        for (int i = 0; i < x.Length; i++)
                ls.Points.Add(new DataPoint(x[i], y[i]));
        model.Series.Add(ls);

        // xaxis
        OxyPlot.Axes.LinearAxis axisx = new OxyPlot.Axes.LinearAxis();
        axisx.Title = "label x";
        axisx.Position = OxyPlot.Axes.AxisPosition.Bottom;
        model.Axes.Add(axisx);

        // Visuarization
        model.Title = "Oxy Plot";
        model.Background = OxyPlot.OxyColors.White;
        model.LegendPosition = OxyPlot.LegendPosition.TopLeft;

        plotView1.Model = model;
}

Live Charts

カッコいいグラフが描けるLive Chartsです。作者の方が書かれているようにOxyPlotをカッコよくすることを目的に作ったもののようで、ずいぶん素敵です。

　今回作った左のテストプログラムもプロット線が下から上がってくるようなアニメーションがかかっておりカッコいいです。

　問題はカッコいいけど遅い、サンプルプログラムが読みにくいのでやりたいことになかなかたどり着かない。ぐらいでしょうか。

　電子工作のデータを表示させるという男前仕様のプログラムには少し過ぎたプロットライブラリです。

　同じようにFormLoad部分のコードを下に示します。

private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
{
        // Prepare data
        double[] x = new double[] { 0.0, 1.0, 5.0 };
        double[] y = new double[] { 0.0, 3.0, 10.0 };
        List data = new List();
        for (int i = 0; i < x.Length; i++)
                data.Add(new LiveCharts.Defaults.ObservablePoint(x[i], y[i]));

        // line data
        LiveCharts.Wpf.LineSeries ss = new LiveCharts.Wpf.LineSeries();
        ss.Values = new LiveCharts.ChartValues();
        ss.Values.AddRange(data);
        ss.Title = "Data1";
        ss.PointGeometry = null;
        ss.Fill =System.Windows.Media.Brushes.Transparent;
        cartesianChart1.Series.Add(ss);

        // xaxis
        LiveCharts.Wpf.Axis axisx = new LiveCharts.Wpf.Axis();
        axisx.Title = "label x";
        cartesianChart1.AxisX.Add(axisx);

        // Visuarization
        cartesianChart1.Zoom = LiveCharts.ZoomingOptions.Xy;
        cartesianChart1.Pan = LiveCharts.PanningOptions.Xy;
        cartesianChart1.BackColor = Color.White;
        cartesianChart1.LegendLocation = LiveCharts.LegendLocation.Right;
}

　個人的には通常使用は.NetのChartコントロール。ズームなどしたい時はOxyPlotがよさそうな気がします。それ以上にカッコよく見せたい時はLive Chartsを使用し、詳細に解析を行いたい時はpythonのmatplotlibが良いように思います。