PlotsでLaTeX表記

Plots で LaTeX 表記を使用したい場合, バックグラウンドとして PGFPlotsX を用いればよいが初期実行が遅い. そのため, ここでは GR を用いた LaTeX 表記について述べる.

まず, LaTeXStrings をインストールする.

(@v1.9) pkg> add LaTeXStrings

または,

using Pkg
Pkg.add("LaTeXStrings")

例として, レイリー分布の確率密度関数

\[ \begin{equation*} f(x|\sigma)=\dfrac{x}{\sigma^{2}}e^{-\frac{x^{2}}{2\sigma^{2}}} \end{equation*} \]

を描画する.

まず, 必要なパッケージを読み込む.

using Plots, LaTeXStrings

次に, レイリー分布の確率密度関数を定義する.

function f(x, σ)
    return x / σ^2 * exp(-x^2 / (2 * σ^2))
end

今回は, \(0\leq x\leq10\) の範囲で描画する.

x = 0:0.01:10

plot(x, f.(x, 0.5), xlabel=L"x", ylabel=L"y", label=L"\sigma=0.5", title="Rayleigh distribution", dpi=300)
plot!(x, f.(x, 1.0), label=L"\sigma=1.0")
plot!(x, f.(x, 2.0), label=L"\sigma=2.0")
plot!(x, f.(x, 3.0), label=L"\sigma=3.0")
plot!(x, f.(x, 4.0), label=L"\sigma=4.0")

LaTeXStrings では, L"" でLaTeX形式の文字列を記述する. 実際に描画した結果を以下に示す.

このままでは, タイトルと軸の目盛り値にLaTeX表記が適用されていない. タイトルにも同様にして, title=L"" とすれば良いが, \mathrm{} で数式内の文字を立体にしたり, \, や \quad で空白を認識させなければならないため面倒である. そこで, LaTeX で標準的に使用されている Computer Modern フォントを利用する. 具体的には以下のようにする.

plot_font = "Computer Modern"
default(fontfamily=plot_font, linewidth=1, label=nothing, grid=true)

上記のコードでは, plot_font で Computer Modern を指定し, default() で描画のデフォルト設定を変更している. Computer Modern を使用すると以下のようになる.

美しい.