Автоматическая генерация диаграмм и визуализаций
Генерация диаграмм matplotlib/seaborn и возврат результатов в виде изображений base64.
«Автоматическая генерация диаграмм и визуализаций» — бесплатный урок AI Agents на CoddyKit. Это урок 3 из 4. Ты можешь прочитать весь урок бесплатно ниже — а потом практиковать его прямо в браузере с встроенным редактором кода и ИИ-репетитором 24/7. Это часть пути обучения AI Agents, и твой прогресс синхронизируется между веб-версией и приложением CoddyKit. Курс AI Agents содержит 4 уроков всего.
Зачем агентам создавать графики
Числа в тексте трудно воспринимать. График, показывающий тенденции продаж за 12 месяцев, за несколько секунд передаёт то, что невозможно передать абзацем чисел.
Агент анализа данных, способный создавать визуализации, гораздо полезнее: он выдаёт тот же результат, что и аналитик, — и числа, и графики.
Настройка Matplotlib без интерактивного режима
По умолчанию matplotlib открывает окно GUI. В агенте, работающем на сервере без дисплея, необходимо переключиться на бэкенд Agg — он выполняет рендеринг только в файл, без GUI.
Установите этот режим до импорта pyplot, чтобы избежать ошибок отображения.
import matplotlib
matplotlib.use('Agg') # must be set BEFORE importing pyplot
import matplotlib.pyplot as plt
import os
OUTPUT_DIR = '/tmp/agent_charts'
os.makedirs(OUTPUT_DIR, exist_ok=True)
# Verify no display is needed
print('Backend:', matplotlib.get_backend()) # Should print: AggСоздание столбчатых диаграмм
Столбчатые диаграммы позволяют сравнивать значения по категориям. Используйте их для рейтингов первых N позиций, сравнения категорий и сравнений до и после.
import matplotlib
matplotlib.use('Agg')
import matplotlib.pyplot as plt
import os
OUTPUT_DIR = '/tmp/agent_charts'
os.makedirs(OUTPUT_DIR, exist_ok=True)
def create_bar_chart(labels, values, title, xlabel, ylabel, filename):
fig, ax = plt.subplots(figsize=(10, 6))
bars = ax.bar(labels, values, color='steelblue', edgecolor='white')
# Add value labels on bars
for bar, value in zip(bars, values):
ax.text(
bar.get_x() + bar.get_width() / 2,
bar.get_height() + max(values) * 0.01,
f'{value:,.0f}', ha='center', va='bottom', fontsize=9
)
ax.set_title(title, fontsize=14, pad=15)
ax.set_xlabel(xlabel)
ax.set_ylabel(ylabel)
plt.xticks(rotation=45, ha='right')
plt.tight_layout()
path = os.path.join(OUTPUT_DIR, filename)
plt.savefig(path, dpi=150, bbox_inches='tight')
plt.close()
return pathСоздание линейных диаграмм
Линейные диаграммы показывают изменения во времени. Используйте их для данных временных рядов: ежедневных продаж, роста числа пользователей по месяцам и показателей эффективности по спринтам.
import matplotlib
matplotlib.use('Agg')
import matplotlib.pyplot as plt
import os
OUTPUT_DIR = '/tmp/agent_charts'
os.makedirs(OUTPUT_DIR, exist_ok=True)
def create_line_chart(x_values, y_values, title, xlabel, ylabel, filename, label=None):
fig, ax = plt.subplots(figsize=(10, 5))
ax.plot(x_values, y_values, marker='o', linewidth=2, markersize=5,
color='darkorange', label=label or ylabel)
# Highlight min and max points
max_idx = y_values.index(max(y_values))
min_idx = y_values.index(min(y_values))
ax.annotate(f'Max: {max(y_values):,.0f}',
xy=(x_values[max_idx], y_values[max_idx]),
xytext=(5, 10), textcoords='offset points', color='green')
ax.set_title(title, fontsize=14, pad=15)
ax.set_xlabel(xlabel)
ax.set_ylabel(ylabel)
ax.grid(True, alpha=0.3)
plt.xticks(rotation=45, ha='right')
plt.tight_layout()
path = os.path.join(OUTPUT_DIR, filename)
plt.savefig(path, dpi=150, bbox_inches='tight')
plt.close()
return pathСоздание точечных диаграмм
Точечные диаграммы выявляют взаимосвязи между двумя числовыми переменными — например, корреляцию между расходами на рекламу и выручкой или между размером заказа и временем доставки.
import matplotlib
matplotlib.use('Agg')
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import os
OUTPUT_DIR = '/tmp/agent_charts'
os.makedirs(OUTPUT_DIR, exist_ok=True)
def create_scatter_chart(x_values, y_values, title, xlabel, ylabel, filename, add_trendline=True):
fig, ax = plt.subplots(figsize=(8, 6))
ax.scatter(x_values, y_values, alpha=0.6, color='royalblue', edgecolors='white', s=60)
if add_trendline and len(x_values) > 2:
z = np.polyfit(x_values, y_values, 1)
p = np.poly1d(z)
x_line = sorted(x_values)
ax.plot(x_line, p(x_line), 'r--', alpha=0.7, label='Trend')
ax.legend()
# Compute and show correlation
corr = np.corrcoef(x_values, y_values)[0, 1]
ax.text(0.05, 0.95, f'r = {corr:.2f}', transform=ax.transAxes,
fontsize=10, verticalalignment='top')
ax.set_title(title, fontsize=14, pad=15)
ax.set_xlabel(xlabel)
ax.set_ylabel(ylabel)
plt.tight_layout()
path = os.path.join(OUTPUT_DIR, filename)
plt.savefig(path, dpi=150, bbox_inches='tight')
plt.close()
return pathСоздание гистограмм
Гистограммы показывают распределение одной числовой переменной — например, распределение стоимости заказов, возраста клиентов или времени ответа.
import matplotlib
matplotlib.use('Agg')
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import os
OUTPUT_DIR = '/tmp/agent_charts'
os.makedirs(OUTPUT_DIR, exist_ok=True)
def create_histogram(values, title, xlabel, filename, bins=20):
fig, ax = plt.subplots(figsize=(8, 5))
n, bin_edges, patches = ax.hist(values, bins=bins, color='mediumseagreen',
edgecolor='white', alpha=0.8)
# Add mean and median lines
mean_val = np.mean(values)
median_val = np.median(values)
ax.axvline(mean_val, color='red', linestyle='--', label=f'Mean: {mean_val:.1f}')
ax.axvline(median_val, color='blue', linestyle='--', label=f'Median: {median_val:.1f}')
ax.set_title(title, fontsize=14, pad=15)
ax.set_xlabel(xlabel)
ax.set_ylabel('Frequency')
ax.legend()
plt.tight_layout()
path = os.path.join(OUTPUT_DIR, filename)
plt.savefig(path, dpi=150, bbox_inches='tight')
plt.close()
return pathКодирование в Base64 для ответа агента
После сохранения графика в PNG-файл закодируйте его в Base64, чтобы вернуть результат инструмента в виде строки, сериализуемой в JSON. Вызывающая сторона сможет затем отобразить его.
import base64
def file_to_base64(filepath):
with open(filepath, 'rb') as f:
return base64.b64encode(f.read()).decode('utf-8')
def create_chart_result(chart_path, chart_type, caption):
b64 = file_to_base64(chart_path)
return {
'type': 'image',
'chart_type': chart_type,
'format': 'png',
'base64': b64,
'caption': caption,
'file_path': chart_path
}
# Usage after creating a chart
path = create_bar_chart(['Q1', 'Q2', 'Q3', 'Q4'], [12000, 15000, 18000, 22000],
'Quarterly Revenue', 'Quarter', 'Revenue ($)', 'revenue.png')
result = create_chart_result(path, 'bar', 'Quarterly revenue showing consistent growth')
print(f'Chart encoded: {len(result["base64"])} chars')Создание подписей
График без подписи заставляет зрителя самостоятельно интерпретировать его. Попросите LLM создать подпись из одного предложения, описывающую основной вывод, видимый на графике.
def generate_chart_caption(chart_type, data_summary, question):
prompt = f'''A {chart_type} chart was generated to answer: "{question}"
Data summary:
{data_summary}
Write a single clear sentence describing the most important insight shown in the chart.
Focus on the key finding, not on describing what type of chart it is.
Caption:'''
caption = llm_call(prompt).strip()
# Ensure it ends with a period
if caption and not caption.endswith('.'):
caption += '.'
return caption
# Example
caption = generate_chart_caption(
chart_type='bar',
data_summary='Q1: $12k, Q2: $15k, Q3: $18k, Q4: $22k (83% total growth)',
question='How did quarterly revenue trend this year?'
)
print(caption)
# -> "Revenue grew consistently each quarter, with Q4 nearly doubling Q1 figures."Автоматический выбор типа графика
Для разных вопросов подходят разные типы графиков. Вместо жёсткого выбора графика позвольте LLM принять решение на основе характеристик данных и типа вопроса.
import json
CHART_TYPE_PROMPT = '''Choose the best chart type to answer this question.
Question: {question}
Data has columns: {columns}
Data sample: {sample}
Available chart types:
- bar: comparing values across categories
- line: trends over time
- scatter: relationship between two numeric variables
- histogram: distribution of one numeric variable
- pie: composition/proportions (use sparingly)
Return JSON: {{"chart_type": "bar", "x": "category_column", "y": "value_column",
"title": "Chart title", "xlabel": "X label", "ylabel": "Y label"}}'''
def select_chart_type(question, df):
sample = df.head(3).to_dict(orient='records')
response = llm_call(CHART_TYPE_PROMPT.format(
question=question,
columns=list(df.columns),
sample=json.dumps(sample, default=str)
))
return json.loads(response)Единый инструмент создания графиков
Объедините все типы графиков в один инструмент, который могут вызывать агенты. Если тип не указан, инструмент выбирает его автоматически, создаёт график, кодирует его и генерирует подпись.
import pandas as pd
def generate_chart(df_name, question, chart_type=None, filename=None):
df = dataframes.get(df_name)
if df is None:
return {'error': f'{df_name!r} not found'}
# Auto-select chart type if not specified
if not chart_type:
spec = select_chart_type(question, df)
else:
spec = {'chart_type': chart_type}
ct = spec.get('chart_type', 'bar')
x_col = spec.get('x', df.columns[0])
y_col = spec.get('y', df.select_dtypes(include='number').columns[0])
title = spec.get('title', question[:60])
fname = filename or f'chart_{ct}.png'
x_vals = df[x_col].tolist()
y_vals = df[y_col].tolist()
if ct == 'bar':
path = create_bar_chart(x_vals, y_vals, title, x_col, y_col, fname)
elif ct == 'line':
path = create_line_chart(x_vals, y_vals, title, x_col, y_col, fname)
elif ct == 'histogram':
path = create_histogram(y_vals, title, y_col, fname)
else:
path = create_scatter_chart(x_vals, y_vals, title, x_col, y_col, fname)
caption = generate_chart_caption(ct, f'{x_col} vs {y_col}', question)
return create_chart_result(path, ct, caption)Многорядные и сгруппированные графики
При сравнении нескольких групп (например, выручки по регионам во времени) используйте сгруппированные графики или графики с несколькими рядами. Matplotlib поддерживает несколько линий на одном графике и сгруппированные столбчатые диаграммы со смещениями.
import matplotlib
matplotlib.use('Agg')
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import os
OUTPUT_DIR = '/tmp/agent_charts'
os.makedirs(OUTPUT_DIR, exist_ok=True)
def create_grouped_bar_chart(categories, series_data, title, xlabel, ylabel, filename):
n_groups = len(categories)
n_series = len(series_data)
bar_width = 0.8 / n_series
x = np.arange(n_groups)
fig, ax = plt.subplots(figsize=(12, 6))
colors = ['steelblue', 'darkorange', 'forestgreen', 'crimson']
for i, (label, values) in enumerate(series_data.items()):
offset = (i - (n_series - 1) / 2) * bar_width
ax.bar(x + offset, values, bar_width, label=label,
color=colors[i % len(colors)], alpha=0.85)
ax.set_xticks(x)
ax.set_xticklabels(categories, rotation=30, ha='right')
ax.set_title(title, fontsize=14, pad=15)
ax.set_xlabel(xlabel)
ax.set_ylabel(ylabel)
ax.legend()
plt.tight_layout()
path = os.path.join(OUTPUT_DIR, filename)
plt.savefig(path, dpi=150, bbox_inches='tight')
plt.close()
return pathПроверка знаний
Почему бэкенд Agg matplotlib необходимо установить до импорта pyplot в серверном агенте?
Повторение: автоматическое создание графиков и визуализаций
Агенты данных создают графики следующим образом: устанавливают бэкенд Agg matplotlib (без GUI), создают графики с помощью plt.savefig(), выполняют кодирование в base64 для передачи в формате JSON и генерируют подписи, написанные LLM, с основными выводами.
Четыре основных типа графиков: bar (сравнение категорий), line (временные ряды), scatter (корреляции с линией тренда), histogram (распределения). Автоматический выбор типа графика позволяет LLM выбрать наиболее подходящую визуализацию на основе характеристик данных и вопроса пользователя.
Часто задаваемые вопросы
Урок «Автоматическая генерация диаграмм и визуализаций» бесплатный?
Да — полный текст урока «Автоматическая генерация диаграмм и визуализаций» бесплатно доступен здесь в веб-версии. Чтобы практиковать его интерактивно (встроенный редактор кода и ИИ-репетитор 24/7) и разблокировать остальной курс AI Agents, подпишись на CoddyKit PRO. Курс AI Agents содержит 4 уроков всего.
Чему я научусь в уроке «Автоматическая генерация диаграмм и визуализаций»?
Генерация диаграмм matplotlib/seaborn и возврат результатов в виде изображений base64. Ты практикуешь AI Agents с помощью реального кода, который запускаешь прямо в браузере, и ИИ-репетитор 24/7 отвечает на твои вопросы во время урока.
Нужен ли мне опыт, чтобы начать AI Agents?
Предыдущий опыт не требуется. AI Agents на CoddyKit структурирован для всех уровней — от новичков до продвинутых, поэтому ты можешь начать отсюда или с самого начала и учиться в своем темпе. Это урок 3 из 4.
Сколько времени занимает урок «Автоматическая генерация диаграмм и визуализаций»?
Большинство уроков CoddyKit занимают около 5–10 минут. Каждый из них компактный и интерактивный, поэтому ты постоянно делаешь прогресс и продолжаешь с того же места в веб-версии и приложении.
Можно ли писать и запускать код в этом уроке AI Agents?
Да. Каждый урок AI Agents включает встроенный редактор кода, поэтому ты пишешь и запускаешь реальный код прямо в браузере и получаешь моментальную обратную связь от AI — локальная установка не требуется.
Все уроки этого курса
- Шаблон интерпретатора кода для анализа данных
- Инструменты агентов на основе Pandas
- Автоматическая генерация диаграмм и визуализаций
- Агенты для статистических сводок