Pythonのbokehで拡大縮小やドラッグができるローソク足のチャートを作る

2020.05.26
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mplfinanceはとても手軽にローソク足のチャートが作成できるので普段はそれで問題ないのですが、bokehは、年間などで部分的に値動きやインジゲーターなどの状態を確認したい時などに、チャートを拡大縮小やドラッグと便利です。

bokehはmplfinanceよりチャートの種類が豊富で、以下のページにサンプルがあります。

Gallery
All of the examples below are located in the examples subdirectory of the Bokeh repository. Click on an image below to see its code and interact with a live plo...
docs.bokeh.org

今回はローソク足のチャートの作成方法を紹介します。

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はじめに

インストール

bokehは標準パッケージではありません。インストールが必要です。

pip install bokeh

インポート

インポートは公式サイトに従って、別名にしています。

from math import pi

from bokeh.plotting import figure, output_file, show
from bokeh.sampledata.stocks import MSFT

データについて

以下のような配列のデータを用意しています。画像は5分足ですが日足も用意しました。
dateカラムはpd.to_datetimeで変換していますが、インデックスではありません。注意してください。

サンプルデータ

基本

用意した日足データを50件ほど切り取って試しました。以下の感じですね。

df = df_master[50:100]

日足かつ50件のローソク足であれば、参考サイトの通りで表示できます。

inc = df.close > df.open
dec = df.open > df.close
w = 12*60*60*1000 # half day in ms

TOOLS = "pan,wheel_zoom,box_zoom,reset,save"

p = figure(x_axis_type="datetime", tools=TOOLS, plot_width=1000, title = "USD/JPY Candlestick Daily bar")
p.xaxis.major_label_orientation = pi/4
p.grid.grid_line_alpha=0.3

p.segment(df.date, df.high, df.date, df.low, color="black")
p.vbar(df.date[inc], w, df.open[inc], df.close[inc], fill_color="#D5E1DD", line_color="black")
p.vbar(df.date[dec], w, df.open[dec], df.close[dec], fill_color="#F2583E", line_color="black")

output_file("candlestick.html", title="candlestick.py example")

show(p)  # open a browser

HTML版：bokeh_candlestick_example_Daily_bar

しかし、よく見ていただくとわかるのですが、問題があります。

  • 休日が歯抜けになる。1分足とかだとさらに酷いことになります。
  • 50件以上だとデザインが崩れる。

それらを改修して汎用性を持たせました。

以下を参考にしました。

bokeh-candlestick/candlestick_plot.py at master · ndepaola/bokeh-candlestick
Simple and responsive candlestick chart in Python with Bokeh - ndepaola/bokeh-candlestick
github.com

改修バージョン

bokehはローソク足を作るライブラリではないので、汎用性があり、対応次第って感じです。
悪くいうと無理やり作っている感があります。

改修内容や機能についての説明はソースの中に記載しました。

from bokeh.plotting import figure, output_file, show

# データフレームのマスクを設定
inc = df.close > df.open
dec = ~inc

# ローソク足の幅は固定
w = 0.5

TOOLS = "pan,wheel_zoom,box_zoom,reset,save"

# 日時表示用のフォーマットを設定（日足と分足に分岐
xaxis_dt_format = '%d %b %Y'
if df.iloc[0]['date'].second > 0:
    xaxis_dt_format = '%d %b %Y %H:%M:%S'

# チャートの設定
p = figure(
    x_axis_type="linear", # datetimeでは歯抜けになる。
    tools=TOOLS, 
    plot_width=1000, # チャートの幅
    title = "USD/JPY Candlestick Daily bar" # タイトルは任意に
)

p.xaxis.major_label_orientation = pi/4 # 日付を斜めに表示
p.grid.grid_line_alpha=0.3 # グリッドを薄く

# 以下のX軸を日付ではなくindexを設定するように変更
p.segment(df.index, df.high, df.index, df.low, color="black") # 高値と安値のラインを作成
p.vbar(df.index[inc], w, df.open[inc], df.close[inc], fill_color="#D5E1DD", line_color="black") # 陽線を作成
p.vbar(df.index[dec], w, df.open[dec], df.close[dec], fill_color="#F2583E", line_color="black") # 陰線を作成

# indexでラベルしたものを日付に上書き
p.xaxis.major_label_overrides = {
#     i + 50: date.strftime(xaxis_dt_format) for i, date in enumerate(df["date"])
    i: date.strftime(xaxis_dt_format) for i, date in enumerate(df["date"])
}
    
output_file("candlestick.html", title="candlestick.py example")

show(p)  # open a browser

bokeh ローソク足チャートのサンプル　5分足

HTML版：bokeh_candlestick_example_5_mins_bar

応用（チャートのカスタマイズ）

やっと応用に入れます。ここからは簡単でした。

各種ツール（tools）

bokehはチャートを拡大縮小やドラッグなどの機能をtoolsに設定します。
主な機能は以下の通り。

  • pan：水平・垂直移動
  • wheel_zoom：マウスのホイールによる拡大縮小
  • box_zoom：マウスのドラッグによる拡大縮小
  • box_select：マウスのドラッグでチャートを選択
  • crosshair：マウスの位置を十字の罫線で示す
  • reset：チャートを初期状態に戻す
  • save：チャートを画像で保存する

その他の機能は以下の公式サイトを参照してください。

https://docs.bokeh.org/en/latest/docs/user_guide/tools.html
docs.bokeh.org

色の指定

16進数での指定も可能ですが、以下の色名で指定することが可能です。

公式サイトにカラーチャートがありましたので、そこで色を見つけることができます。

bokeh.colors
Provide classes for representing RGB(A) and HSL(A) colors, as well as define common named colors. bokeh.colors.Color: Provide a base class for representing colo...
docs.bokeh.org

色のセットをパレットで指定することもできます。

その場合、予めインポートが必要になります。

from bokeh.palettes import Spectral

palette=Spectral[6]

パレットの種類も公式サイトにカラーチャートがあります。

例えば、上記のパレットのSpectralは、公式サイトに3〜11のセットがありますので配列として指定します。

bokeh.palettes
Provide a collection of palettes for color mapping. In the context of Bokeh, a palette is a simple plain Python list of (hex) RGB color strings. For example the...
docs.bokeh.org

凡例の位置

グラフ内で位置を指定する

p.legend.location = "top_left"

以下を指定できます。

  • top_right
  • top_left
  • bottom_left
  • bottom_right

グラフの外に描画する

p.add_layout(p.legend[0], "left")

以下を指定できます。

  • left（枠の左外）
  • right（枠の右外）

２画面にして下の画面に棒グラフの出来高を追加

２画面にする場合は、bokeh.layoutsをインポートしておく必要があります。

from bokeh.layouts import column

以下が２画面、棒グラフの表示です。

解説

  • 前半部分は基本的に変わりません。（bokeh.layoutsのインポートは忘れずに
  • p1にfigureで2画面目のチャートを初期設定します。設定は基本的に1画面目と同じです。
    ＊今回は出来高（volume）データを表示させようとしましたが全て-1だったのbb_widthのカラムの値としています。

    • 2画面目もtoolsを指定できますが、今回は非表示としました。非表示にする場合はtoolbar_location=Noneと設定します。
    • toolbar_location=”below”とすると横向きになります。
      bokeh 横向きのツール
  • グリッドやXラベルの設定も同じです。今回は画面の都合上、Xラベルを斜めにしていません。
  • p1.x_range = p.x_rangeがとても重要です。これを設定しておくと上下の2画面のX軸を連動させることができます。（これにハマりました。。。
  • p1.vbarで棒グラフを表示します。ローソク足と同じですが、むしろローソク足の方が棒グラフの応用という感じです。
  • ラベルの上書きを2画面目も行います。
  • 最後に、show(column(p,p1))でcolumnで2画面をパックにして出力します。
# データフレームのマスクを設定
inc = df.close > df.open
dec = ~inc

# ローソク足の幅は固定
w = 0.5

TOOLS = "pan,wheel_zoom,box_zoom,box_select,crosshair,reset,save"

# 日時表示用のフォーマットを設定（日足と分足に分岐
xaxis_dt_format = '%d %b %Y'
if df.iloc[0]['date'].hour > 0:
    xaxis_dt_format = '%d %b %Y %H:%M:%S'

# チャートの設定
p = figure(
    x_axis_type="linear", # datetimeでは歯抜けになる。
    tools=TOOLS, 
    plot_width=1000, # チャートの幅
    title = "USD/JPY Candlestick 5 mins bar" # タイトルは任意に
)

p.xaxis.major_label_orientation = pi/4 # 日付を斜めに表示
p.grid.grid_line_alpha=0.3 # グリッドを薄く

# 以下のX軸を日付ではなくindexを設定するように変更
p.segment(df.index, df.high, df.index, df.low, color="black") # 高値と安値のラインを作成
p.vbar(df.index[inc], w, df.open[inc], df.close[inc], fill_color="#D5E1DD", line_color="black") # 陽線を作成
p.vbar(df.index[dec], w, df.open[dec], df.close[dec], fill_color="#F2583E", line_color="black") # 陰線を作成

# -------------------------------
# 出来高（bb_width   
p1 = figure(
    x_axis_type="linear",
#     tools=TOOLS, 
    toolbar_location=None,
    plot_width=1000,
    plot_height=150,
    title = ""
)

# p1.xaxis.major_label_orientation = pi/4 # 日付を斜めに表示
p1.grid.grid_line_alpha=0.3 # グリッドを薄く
p1.x_range = p.x_range
p1.vbar(df.index, w, df.bb_width)

# -------------------------------

# indexでラベルしたものを日付に上書き
p.xaxis.major_label_overrides = {
    i + 50: date.strftime(xaxis_dt_format) for i, date in enumerate(df["date"])
}
p1.xaxis.major_label_overrides = {
    i + 50: date.strftime(xaxis_dt_format) for i, date in enumerate(df["date"])
}

output_file("candlestick.html", title="candlestick.py example")

show(column(p,p1))

bokeh ローソク足チャートのサンプル　2画面

HTML版：bokeh_candlestick_example_two_windows

上のチャートに別のグラフを追加（ボリンジャーバンド

以下の3行を足すだけです。

p.line(df.index,df.bb_up, color = 'darkorange', legend = 'bb_up')
p.line(df.index,df.bb_mid, color = 'green', legend = 'bb_mid')
p.line(df.index,df.bb_low, color = 'darkorange', legend = 'bb_low')

＊画像とサンプルHTMLは最後にまとめます。

下のチャートに別のグラフを追加（macd

追加するレンジが出来高と異なります。

そのため、まず以下のモジュールをインポートします。

from bokeh.models import LinearAxis, Range1d

追加するグラフのレンジを設定します。

# 追加するグラフの名称とレンジを設定
p1.extra_y_ranges = {"macd": Range1d(start=df.macd.min(), end=df.macd.max())}

# 設定したレンジを右側に追加 
p1.add_layout(LinearAxis(y_range_name="macd"), 'right')

追加するグラフを設定します。

ポイントは先程設定したレンジ名をy_range_name="macd"と指定していることです。その他は変わりありません。

p1.line(df.index, df.macd ,color = 'green', legend = 'macd', y_range_name="macd")
p1.line(df.index, df.signal ,color = 'yellow', legend = 'signal', y_range_name="macd")

＊画像とサンプルHTMLは最後にまとめます。

応用のまとめ

from bokeh.plotting import figure, output_file, show
from bokeh.layouts import column
from bokeh.models import LinearAxis, Range1d

# データフレームのマスクを設定
inc = df.close > df.open
dec = ~inc

# ローソク足の幅は固定
w = 0.5

TOOLS = "pan,wheel_zoom,box_zoom,box_select,crosshair,reset,save"

# 日時表示用のフォーマットを設定（日足と分足に分岐
xaxis_dt_format = '%d %b %Y'
if df.iloc[0]['date'].hour > 0:
    xaxis_dt_format = '%d %b %Y %H:%M:%S'

# ------------------------------------------
# 1画面目（上の画面）

# 画面の初期設定
p = figure(
    x_axis_type="linear", # datetimeでは歯抜けになる。
    tools=TOOLS, 
    plot_width=1000, # チャートの幅
    title = "USD/JPY Candlestick 5 mins bar" # タイトルは任意に
)

p.xaxis.major_label_orientation = pi/4 # 日付を斜めに表示
p.grid.grid_line_alpha=0.3 # グリッドを薄く

# ローソク足の設定
p.segment(df.index, df.high, df.index, df.low, color="black") # 高値と安値のラインを作成
p.vbar(df.index[inc], w, df.open[inc], df.close[inc], fill_color="#D5E1DD", line_color="black") # 陽線を作成
p.vbar(df.index[dec], w, df.open[dec], df.close[dec], fill_color="#F2583E", line_color="black") # 陰線を作成

# 追加するチャートの設定
p.line(df.index,df.bb_up, color = 'darkorange', legend = 'bb_up')
p.line(df.index,df.bb_mid, color = 'green', legend = 'bb_mid')
p.line(df.index,df.bb_low, color = 'darkorange', legend = 'bb_low')

# ------------------------------------------
# 2画面目（下の画面）

# 画面の初期設定
p1 = figure(
    x_axis_type="linear",
#     tools=TOOLS, 
    toolbar_location=None,
    plot_width=1000,
    plot_height=150,
    title = ""
)

# 追加するグラフの名称とレンジを設定
p1.extra_y_ranges = {"macd": Range1d(start=df.macd.min(), end=df.macd.max())}

# 設定したレンジを右側に追加 
p1.add_layout(LinearAxis(y_range_name="macd"), 'right')

# p1.xaxis.major_label_orientation = pi/4 # 日付を斜めに表示
p1.grid.grid_line_alpha=0.3 # グリッドを薄く

# 上下の画面のX軸を連動
p1.x_range = p.x_range

# 棒グラフの設定（出来高
p1.vbar(df.index, w, df.volume)

# 追加するチャートの設定（macd
p1.line(df.index, df.macd ,color = 'green', legend = 'macd', y_range_name="macd")
p1.line(df.index, df.signal ,color = 'yellow', legend = 'signal', y_range_name="macd")

# ------------------------------------------
# indexでラベルしたものを日付に上書き
p.xaxis.major_label_overrides = {
    i + 50: date.strftime(xaxis_dt_format) for i, date in enumerate(df["date"])
}
p1.xaxis.major_label_overrides = {
    i + 50: date.strftime(xaxis_dt_format) for i, date in enumerate(df["date"])
}

# ラベルの位置を設定
p.legend.location = 'top_left'
p1.legend.location = 'top_left'

# ------------------------------------------
# 出力
output_file("candlestick.html", title="candlestick.py example")

show(column(p,p1))

bokeh ローソク足チャートのサンプル

HTML版：bokeh_candlestick_example

補足

チャートのライン間を塗りつぶし

以下のようにfigureに追加すれば塗りつぶすことができます。バンド系のチャートで利用することがありますね。

p.varea(x=df.index, y1=ラインの値1, y2=ラインの値2, color=色, alpha=濃さ)

以下は、一目均衡表（Ichimoku Cloud）と先行スパン1と先行スパン2の間を塗りつぶしの例です。

# 画面の初期設定
p = figure(
    x_axis_type="linear", # datetimeでは歯抜けになる。
    tools=TOOLS, 
    plot_width=1000, # チャートの幅
    title = "USD/JPY Candlestick 1 DAY bar" # タイトルは任意に
)

# ローソク足の設定
p.segment(df.index, df.High, df.index, df.Low, color="black") # 高値と安値のラインを作成
p.vbar(df.index[inc], w, df.Open[inc], df.Close[inc], fill_color="crimson", line_color="black") # 陽線を作成
p.vbar(df.index[dec], w, df.Open[dec], df.Close[dec], fill_color="royalblue", line_color="black") # 陰線を作成

# 追加するチャートの設定
p.line(df.index,df.tenkansen, color = 'green', legend = 'tenkansen')
p.line(df.index,df.kijunsen, color = 'darkred', legend = 'kijunsen')
p.line(df.index,df.chiku_span, color = 'blue', legend = 'chiku_span')
p.line(df.index,df.senkou_a, color = 'purple', legend = 'senkou_a')
p.line(df.index,df.senkou_b, color = 'lightgreen', legend = 'senkou_b')

p.varea(x=df.index, y1=df.senkou_a, y2=df.senkou_b, color = 'blue', alpha=0.1)

操作方法

基本的には触ってもらえればわかると思うのですが、1点だけ気付きにくいところがあるので説明します。

縦と横の目盛の幅（レンジ）もマウスのホイールで拡大・縮小ができます。

boken 拡大・縮小ボタンをクリックした後、目盛のラベルの上にマウスを持っていきホイールするだけです。

 

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