PythonData Science

Visualization with Messages

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  • 데이터 시각화는 예쁜 그림에 머물러서는 안 된다고 생각합니다.
  • 데이터 분석의 일환인 만큼 분석의 목적에 충실해야 하는 것은 물론이고,
  • 데이터 시각화를 수행하는 사람만큼 데이터를 깊이 파는 사람이 없습니다.
  • 최고의 조언자로서의 데이터 시각화에 도전해봅니다.

1. 데이터

Pega Devlog: 수능 Trend Visualization
한국교육과정평가원 대학수학능력시험 정보
국가통계포털

  • 수능 데이터를 가지고 시각화를 수행한 적이 있습니다.
  • 여기에 인구 데이터를 얹어서 출생아 수와의 연관성을 그려봅시다.
  • 이 데이터를 추세를 보여달라는 요청에 따라 시각화했다고 가정했습니다.

2. 시각화 결과물

  • 결과 그림을 먼저 보여드리고, 제 생각의 과정을 나중에 말씀드리겠습니다.
  • 시각화 목적은 저출산 추세를 반영한 20년 뒤 대학 등 교육 정책 수립으로 가정했습니다.
  • 단순하게 년도별 출산률과 수능 지원자 수를 나열하고 싶지 않았습니다.
  • 선명한 메시지를 도출해서 적극적으로 전달하고자 했습니다.

2.1. 시각화 결과물 (1) - 요청에 충실

ver. 1

  • 추세를 보여달라는 요청에 충실한 결과물일 것입니다.
  • 출생년도와 이 해에 태어난 학생들이 수능을 치르는 학년도를 겹쳐서 비교하기 편하게 그렸습니다.
  • 그림 뿐 아니라 x축도 어긋나게 겹쳐 한눈에 보이고자 하였습니다.
  • 가장 최근의 실제 데이터는 2002년도에 태어난 학생들이 치른 2021학년도 수능입니다.
  • 이 데이터와 2021년 출산 데이터를 바탕으로 2039학년도 지원자를 예측했습니다.
  • 지원자 45% 감소라는 충격적인 결론입니다.
  • 그런데 조금 이상합니다.
  • “태어난 학생 전체가 수능을 본다고?”라는 합리적 의심이 가능합니다.
  • 심지어 과거엔 태어난 학생보다 더 많이 수능을 보기도 했습니다.

2.2. 시각화 결과물 (2) - 의구심 해소

ver. 2

  • 수능 데이터에 포함된 그룹별 데이터를 함께 표시했습니다.
  • 재수생을 비롯한 졸업생 비중이 상당하고, 재학생(고3)은 80%가 채 되지 않습니다.
  • 저 재학생 중 일부가 졸업생으로 다시 수능을 치릅니다. 이제 이해됩니다.
  • 의구심은 해소됐지만 시각화의 목적은 이게 아닐겁니다.
  • 앞으로 교육 정책을 어쩔거냐를 생각할 때 과거보다 미래가 중요합니다.

2.3. 시각화 결과물 (3) - 메시지 전달

ver. 3

  • 지원자 비중은 2021년 것만 텍스트로 표기했습니다.
  • “이게 말이 돼?”라는 의구심에 대한 대응으로 충분합니다.
  • 과거 의 지원자 비중 변화 추세까지 전달할 필요는 없기 때문입니다.
  • 향후 추세에 집중했습니다.
  • 과거의 패턴으로부터 수능 지원자 수 변동은 출생자 수와 밀접한 연관이 있습니다.
  • 앞으로도 그렇다고 봤을 때, 2034년까지는 현 수준을 오르내릴 것입니다.
  • 문제는 그 뒤입니다. 5년간 45%가량 급감합니다.
  • 14년 뒤가 진짜 위기이니 그 전에 미리 잘 준비하세요라는 의미를 담고자 했습니다.
  • 현상 유지 구간은 불편한 느낌이 들도록 회색을 깔고
  • 급락 구간은 위기감을 느끼도록 붉은색을 깔았습니다.
  • 텍스트를 노랗게 해봤지만 빨강이 더 위태로워보여 주의력을 일부 희생했습니다.

3. 시각화 코드

  • 시각화 단계별로 코드를 공개합니다.
  • 첫 코드는 17줄, 마지막 코드는 165줄입니다.

3.1. 시각화 세팅

  • pandas로 읽고 matplotlib으로 그렸습니다.
  • seaborn은 기본 설정에만 사용했습니다.
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    %matplotlib inline

    import numpy as np
    import pandas as pd
    import matplotlib.pyplot as plt
    import seaborn as sns

    sns.set_style("white")
    sns.set_context("talk")

    # 한글 사용 설정 
    plt.rcParams['font.family']='NanumGothic'
    plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False

    # 출생 데이터
    df_birth = pd.read_csv("kr_birth.csv")

    # 수능 데이터
    df_sn = pd.read_csv("df_sn.csv")
  • 데이터 확인 부분은 생략합니다.
  • 직접 해보시면 좋을 것 같습니다.

3.2. 데이터 확인

  • 여러 컬럼 중 가장 중요한 년도, 출생아 수, 수능 지원자 수만 그립니다.
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    fig, ax = plt.subplots(figsize=(15, 6), facecolor="w")

    # 출생자 수
    color_birth = "saddlebrown"
    ax.plot(df_birth["year"], df_birth["num_birth"], c=color_birth)

    # 수능 지원자 수
    color_sn = "k"
    ax.plot(df_sn["year"], df_sn["apply"], c=color_sn)

    # y축 범위 지정
    ax.set_ylim(0, )

    fig.tight_layout()


3.3. spines 정리, grid 추가, 선 굵게

  • 불필요한 구성요소를 모두 제거합니다.
  • 출생은 진한 갈색saddlebrown,
  • 수능은 검정k으로 통일합니다.
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    fig, ax = plt.subplots(figsize=(15, 6), facecolor="w")

    # 출생자 수
    color_birth = "saddlebrown"
    ax.plot(df_birth["year"], df_birth["num_birth"], c=color_birth, lw=5)

    # 수능 지원자 수
    color_sn = "k"
    ax.plot(df_sn["year"], df_sn["apply"], c=color_sn, lw=5)

    # spines 정리
    for s in ["left", "right", "top"]:
        ax.spines[s].set_visible(False)

    # y축 범위 지정
    ax.set_ylim(0, )    
        
    # grid 추가
    ax.grid(axis="y")

    fig.tight_layout()


3.4. x축 눈금 중첩 준비

matplotlib: Parasite Axes demo

  • 두 데이터가 19년의 시차를 두고 형태가 비슷합니다.

  • 기왕이면 겹쳐서 연관성을 더 명확히 보여주면 좋겠습니다.

  • x축도 가까이 놓고 19년 시차를 한눈에 보여줄 준비를 합니다.

  • ax_sn = ax.twiny()로 y축을 공유하는 복제 axes를 만듭니다.

  • 수능 데이터는 여기에 다 몰아서 표시합니다.

  • 이 axes(ax_sn)도 불필요한 요소를 모두 지웁니다.

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    fig, ax = plt.subplots(figsize=(15, 6), facecolor="w")

    # axes 추가
    ax_sn = ax.twiny()

    # 출생자 수
    color_birth = "saddlebrown"
    ax.plot(df_birth["year"], df_birth["num_birth"], c=color_birth, lw=5)

    # 수능 지원자 수
    color_sn = "k"
    ax_sn.plot(df_sn["year"], df_sn["apply"], c=color_sn, lw=5)

    # spines 정리
    for s in ["left", "right", "top"]:
        ax.spines[s].set_visible(False)
        ax_sn.spines[s].set_visible(False)
        
    # y축 범위 지정
    ax.set_ylim(0, )
        
    # grid 추가
    ax.grid(axis="y")

    fig.tight_layout()


  • 처음에는 유사한 matplotlib 예제를 적용하려고 했습니다.
  • 그런데 왠지 hostaxes는 spines[].set_visible(False)가 적용되지 않습니다.
  • 확인해보면 적용은 되었다고 나오는데 여전히 시야에 보여서 방법을 바꾼 것입니다.

3.5. x축 눈금 설정 완료

  • 위에 올라붙은 수능 axes(ax_sn)를 아래로 내립니다.
  • 구분하기 좋도록 두 spines와 ticks, ticklabels를 각자의 색으로 칠합니다.
  • 19년을 옮겨 범위까지 맞춰주면 연관성이 명확히 드러납니다.
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    fig, ax = plt.subplots(figsize=(15, 6), facecolor="w")

    # axes 추가
    ax_sn = ax.twiny()

    # 출생자 수
    color_birth = "saddlebrown"
    ax.plot(df_birth["year"], df_birth["num_birth"], c=color_birth, lw=5)

    # 수능 지원자 수
    color_sn = "k"
    ax_sn.plot(df_sn["year"], df_sn["apply"], c=color_sn, lw=5)

    # spines 정리
    for s in ["left", "right", "top"]:
        ax.spines[s].set_visible(False)
        ax_sn.spines[s].set_visible(False)

    # 출생 x, y축 범위 지정
    ax.set_xlim(1975, 2021)
    ax.set_ylim(0, )    

    # 수능 x, y 축 범위 지정
    offset_sn = 19
    ax_sn.set_xlim(1975+offset_sn, 2021+offset_sn)
        
    # grid 추가
    ax.grid(axis="y")

    # 출생년도 bottom spine 색상을 line plot과 통일
    ax.spines["bottom"].set_edgecolor(color_birth)
    ax.tick_params(axis="x", color=color_birth, labelcolor=color_birth)

    # 수능 학년도 xticks를 bottom으로 이동
    ax_sn.xaxis.set_ticks_position("bottom")

    # 수능 학년도 bottom spine을 아래로 이동, 수능 곡선 색상과 통일
    ax_sn.spines["bottom"].set_position(("axes", -0.12))
    ax_sn.spines["bottom"].set_edgecolor(color_sn)
    ax_sn.tick_params(color=color_sn, labelcolor=color_sn)

    fig.tight_layout()


3.6. yticklabels, xlabels, title, 색칠

  • x축 제목을 붙입니다.
  • x축 눈금 아래에 붙이는 것이 일반적이지만, 우리 그림에서는 공간이 없습니다.
  • x축 오른쪽에 붙입시다. 출생은 출생 색, 수능은 수능 색으로요.
  • 출생자 수 아래엔 연한 노란색을 칠하고 y축 눈금도 붙입니다.
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    fig, ax = plt.subplots(figsize=(15, 6), facecolor="w")

    # axes 추가
    ax_sn = ax.twiny()

    # 출생자 수
    color_birth = "saddlebrown"
    ax.fill_between(df_birth["year"], df_birth["num_birth"], fc="lightyellow", label="출생", alpha=0.5)
    ax.plot(df_birth["year"], df_birth["num_birth"], c=color_birth, lw=5)

    # 수능 지원자 수
    color_sn = "k"
    ax_sn.plot(df_sn["year"], df_sn["apply"], c=color_sn, lw=5)

    # spines 정리
    for s in ["left", "right", "top"]:
        ax.spines[s].set_visible(False)
        ax_sn.spines[s].set_visible(False)

    # 출생 x, y축 범위 지정
    ax.set_xlim(1975, 2021)
    ax.set_ylim(0, )    

    # 수능 x, y 축 범위 지정
    offset_sn = 19
    ax_sn.set_xlim(1975+offset_sn, 2021+offset_sn)
        
    # grid 추가
    ax.grid(axis="y")

    # 출생년도 bottom spine 색상을 line plot과 통일
    ax.spines["bottom"].set_edgecolor(color_birth)
    ax.tick_params(axis="x", color=color_birth, labelcolor=color_birth)

    # 수능 학년도 xticks를 bottom으로 이동
    ax_sn.xaxis.set_ticks_position("bottom")

    # 수능 학년도 bottom spine을 아래로 이동, 수능 곡선 색상과 통일
    ax_sn.spines["bottom"].set_position(("axes", -0.12))
    ax_sn.spines["bottom"].set_edgecolor(color_sn)
    ax_sn.tick_params(color=color_sn, labelcolor=color_sn)

    # yticklabels
    yticks = list(np.linspace(0, 1e6, 6))
    ax.set_yticks(yticks)
    ax.set_yticklabels([f"{int(y/1e4)}만명" if y > 0 else "0명" for y in yticks])

    # xticklabels
    font_xlabel = {"fontsize":18, "ha":"left", "fontweight":"bold"}
    ax.text(1.04, -0.075, "출생년도", transform=ax.transAxes, fontdict=font_xlabel, color=color_birth)
    ax.text(1.04, -0.195, "수능 학년도", transform=ax.transAxes, fontdict=font_xlabel, color=color_sn)

    # title
    ax.set_title("년도별 출생 및 수학능력시험 지원자 추이", fontsize=24, fontweight="bold", pad=32)

    fig.tight_layout()


3.7. 시간의 흐름 강조 1: 출생 추세 그레이디언트 적용

  • 정지된 그림의 최대 단점은 변화를 담기가 어렵다는 점입니다.
  • 그럼에도 불구하고 시간이 흐르는 모습을 표현하겠습니다.
  • 가장 고전적인 방법은 화살표를 사용하는 것이지만 촌스럽게 느껴집니다.
  • 최근 연구에 따르면 화살표보다 그레이디언트가 더 효과적으로 움직임을 전달한다고 합니다.
  • 구체적으로는 시신경의 반응량이 더 많다고 합니다.
  • matplotlib에서 line plot에 그레이디언트를 표현하는 방법은,
  • 짧은 도막으로 나누고 각각을 다른 색으로 칠하는 것입니다.
  • 순차적으로 변하는 색상은 colormap에서 가져오면 됩니다.
  • 맨 마지막에는 동그라미를 달아서 머리를 알려줍니다.
  • 변화에 대한 인지능력이 향상됩니다.
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    from matplotlib import cm

    fig, ax = plt.subplots(figsize=(15, 6), facecolor="w")

    # axes 추가
    ax_sn = ax.twiny()

    # 출생자 수
    color_birth = "saddlebrown"
    ax.fill_between(df_birth["year"], df_birth["num_birth"], fc="lightyellow", label="출생", alpha=0.5)
    oranges = cm.get_cmap("Oranges", lut=df_birth.shape[0]*1.2)
    for i, alpha in enumerate(range(df_birth.shape[0]-1)):
        ax.plot(df_birth.loc[i: i+1, "year"], df_birth.loc[i:i+1, "num_birth"], c=oranges(i), lw=5)
    ax.scatter(df_birth["year"].tail(1), df_birth["num_birth"].tail(1), s=150, c=[oranges(df_birth.shape[0])])
        
    # 수능 지원자 수
    color_sn = "k"
    ax_sn.plot(df_sn["year"], df_sn["apply"], c=color_sn, lw=5)

    # spines 정리
    for s in ["left", "right", "top"]:
        ax.spines[s].set_visible(False)
        ax_sn.spines[s].set_visible(False)

    # 출생 x, y축 범위 지정
    ax.set_xlim(1975, 2021)
    ax.set_ylim(0, )    

    # 수능 x, y 축 범위 지정
    offset_sn = 19
    ax_sn.set_xlim(1975+offset_sn, 2021+offset_sn)
        
    # grid 추가
    ax.grid(axis="y")

    # 출생년도 bottom spine 색상을 line plot과 통일
    ax.spines["bottom"].set_edgecolor(color_birth)
    ax.tick_params(axis="x", color=color_birth, labelcolor=color_birth)

    # 수능 학년도 xticks를 bottom으로 이동
    ax_sn.xaxis.set_ticks_position("bottom")

    # 수능 학년도 bottom spine을 아래로 이동, 수능 곡선 색상과 통일
    ax_sn.spines["bottom"].set_position(("axes", -0.12))
    ax_sn.spines["bottom"].set_edgecolor(color_sn)
    ax_sn.tick_params(color=color_sn, labelcolor=color_sn)

    # yticklabels
    yticks = list(np.linspace(0, 1e6, 6))
    ax.set_yticks(yticks)
    ax.set_yticklabels([f"{int(y/1e4)}만명" if y > 0 else "0명" for y in yticks])

    # xticklabels
    font_xlabel = {"fontsize":18, "ha":"left", "fontweight":"bold"}
    ax.text(1.04, -0.075, "출생년도", transform=ax.transAxes, fontdict=font_xlabel, color=color_birth)
    ax.text(1.04, -0.195, "수능 학년도", transform=ax.transAxes, fontdict=font_xlabel, color=color_sn)

    # title
    ax.set_title("년도별 출생 및 수학능력시험 지원자 추이", fontsize=24, fontweight="bold", pad=32)

    fig.tight_layout()


3.8. 시간의 흐름 강조 2: 수능 추세 그레이디언트 적용

  • 같은 기법을 수능 데이터에도 적용합니다.
  • 그런데 그냥 그리면 출생 데이터와 너무 겹쳐 깨끗해보이지 않습니다.
  • 수능 데이터에 하얀 윤곽선을 달아줍니다.
  • 조금 굵은 선을 밑에 깔아주면 쉽게 그릴 수 있습니다.
  • 하나 더, 적용한 컬러맵(Greys)은 끝 지점이 흰색입니다.
  • line plot에 흰색이 들어가면 알아보기 힘들게 됩니다.
  • 기준점을 조정해 흰색이 보이지 않게 합니다.
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    from matplotlib import cm

    fig, ax = plt.subplots(figsize=(15, 6), facecolor="w")

    # axes 추가
    ax_sn = ax.twiny()

    # 출생자 수
    color_birth = "saddlebrown"
    ax.fill_between(df_birth["year"], df_birth["num_birth"], fc="lightyellow", alpha=0.5)
    oranges = cm.get_cmap("Oranges", lut=df_birth.shape[0]*1.2)
    for i, alpha in enumerate(range(df_birth.shape[0]-1)):
        ax.plot(df_birth.loc[i: i+1, "year"], df_birth.loc[i:i+1, "num_birth"], c=oranges(i), lw=5)
    ax.scatter(df_birth["year"].tail(1), df_birth["num_birth"].tail(1), s=150, c=[oranges(df_birth.shape[0])])
        
    # 수능 지원자 수
    color_sn = "k"
    greys = cm.get_cmap("Greys", lut=df_sn.shape[0] + 10)
    for i, alpha in enumerate(range(df_sn.shape[0]-1)):
        ax_sn.plot(df_sn.loc[i: i+1, "year"], df_sn.loc[i:i+1, "apply"], c=greys(i + 10), lw=5, zorder=3)
    ax_sn.scatter(df_sn["year"].tail(1), df_sn["apply"].tail(1), s=150, c=color_sn, zorder=3.1)

    # 수능 지원자 수 윤곽선
    ax_sn.plot(df_sn["year"], df_sn["apply"], c="w", lw=11, zorder=2)
    ax_sn.scatter(df_sn["year"].tail(1), df_sn["apply"].tail(1), s=300, c="w", zorder=2)

    # spines 정리
    for s in ["left", "right", "top"]:
        ax.spines[s].set_visible(False)
        ax_sn.spines[s].set_visible(False)

    # 출생 x, y축 범위 지정
    ax.set_xlim(1975, 2021)
    ax.set_ylim(0, )    

    # 수능 x, y 축 범위 지정
    offset_sn = 19
    ax_sn.set_xlim(1975+offset_sn, 2021+offset_sn)
        
    # grid 추가
    ax.grid(axis="y")

    # 출생년도 bottom spine 색상을 line plot과 통일
    ax.spines["bottom"].set_edgecolor(color_birth)
    ax.tick_params(axis="x", color=color_birth, labelcolor=color_birth)

    # 수능 학년도 xticks를 bottom으로 이동
    ax_sn.xaxis.set_ticks_position("bottom")

    # 수능 학년도 bottom spine을 아래로 이동, 수능 곡선 색상과 통일
    ax_sn.spines["bottom"].set_position(("axes", -0.12))
    ax_sn.spines["bottom"].set_edgecolor(color_sn)
    ax_sn.tick_params(color=color_sn, labelcolor=color_sn)

    # yticklabels
    yticks = list(np.linspace(0, 1e6, 6))
    ax.set_yticks(yticks)
    ax.set_yticklabels([f"{int(y/1e4)}만명" if y > 0 else "0명" for y in yticks])

    # xticklabels
    font_xlabel = {"fontsize":18, "ha":"left", "fontweight":"bold"}
    ax.text(1.04, -0.075, "출생년도", transform=ax.transAxes, fontdict=font_xlabel, color=color_birth)
    ax.text(1.04, -0.195, "수능 학년도", transform=ax.transAxes, fontdict=font_xlabel, color=color_sn)

    # title
    ax.set_title("년도별 출생 및 수학능력시험 지원자 추이", fontsize=24, fontweight="bold", pad=32)

    fig.tight_layout()


3.9. 2002년과 2020년 출생자, 2021학년도와 2039학년도 수능 지원자

  • 명확한 전달을 위해 데이터를 숫자로 표기합니다.
  • ax.annotate()와 ax.text()를 함께 사용합니다.
  • bbox= 파라미터로 배경에 모서리가 둥근 사각형을 배치해서 잘 띄이게 합니다.
  • 범례(legend)를 따로 달지 않습니다.
  • 데이터 옆에 굵은 글씨로 데이터 이름을 적어줍니다.
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    from matplotlib import cm

    fig, ax = plt.subplots(figsize=(15, 6), facecolor="w")

    # axes 추가
    ax_sn = ax.twiny()

    # 출생자 수
    color_birth = "saddlebrown"
    ax.fill_between(df_birth["year"], df_birth["num_birth"], fc="lightyellow", alpha=0.5)
    oranges = cm.get_cmap("Oranges", lut=df_birth.shape[0]*1.2)
    for i, alpha in enumerate(range(df_birth.shape[0]-1)):
        ax.plot(df_birth.loc[i: i+1, "year"], df_birth.loc[i:i+1, "num_birth"], c=oranges(i), lw=5)
    ax.scatter(df_birth["year"].tail(1), df_birth["num_birth"].tail(1), s=150, c=[oranges(df_birth.shape[0])])
        
    # 수능 지원자 수
    color_sn = "k"
    greys = cm.get_cmap("Greys", lut=df_sn.shape[0] + 10)
    for i, alpha in enumerate(range(df_sn.shape[0]-1)):
        ax_sn.plot(df_sn.loc[i: i+1, "year"], df_sn.loc[i:i+1, "apply"], c=greys(i + 10), lw=5, zorder=3)
    ax_sn.scatter(df_sn["year"].tail(1), df_sn["apply"].tail(1), s=150, c=color_sn, zorder=3.1)

    # 수능 지원자 수 윤곽선
    ax_sn.plot(df_sn["year"], df_sn["apply"], c="w", lw=11, zorder=2)
    ax_sn.scatter(df_sn["year"].tail(1), df_sn["apply"].tail(1), s=300, c="w", zorder=2)

    # spines 정리
    for s in ["left", "right", "top"]:
        ax.spines[s].set_visible(False)
        ax_sn.spines[s].set_visible(False)

    # 출생 x, y축 범위 지정
    ax.set_xlim(1975, 2021)
    ax.set_ylim(0, )    

    # 수능 x, y 축 범위 지정
    offset_sn = 19
    ax_sn.set_xlim(1975+offset_sn, 2021+offset_sn)
        
    # grid 추가
    ax.grid(axis="y")

    # 출생년도 bottom spine 색상을 line plot과 통일
    ax.spines["bottom"].set_edgecolor(color_birth)
    ax.tick_params(axis="x", color=color_birth, labelcolor=color_birth)

    # 수능 학년도 xticks를 bottom으로 이동
    ax_sn.xaxis.set_ticks_position("bottom")

    # 수능 학년도 bottom spine을 아래로 이동, 수능 곡선 색상과 통일
    ax_sn.spines["bottom"].set_position(("axes", -0.12))
    ax_sn.spines["bottom"].set_edgecolor(color_sn)
    ax_sn.tick_params(color=color_sn, labelcolor=color_sn)

    # yticklabels
    yticks = list(np.linspace(0, 1e6, 6))
    ax.set_yticks(yticks)
    ax.set_yticklabels([f"{int(y/1e4)}만명" if y > 0 else "0명" for y in yticks])

    # xticklabels
    font_xlabel = {"fontsize":18, "ha":"left", "fontweight":"bold"}
    ax.text(1.06, -0.075, "출생년도", transform=ax.transAxes, fontdict=font_xlabel, color=color_birth)
    ax.text(1.06, -0.195, "수능 학년도", transform=ax.transAxes, fontdict=font_xlabel, color=color_sn)

    # title
    ax.set_title("년도별 출생 및 수학능력시험 지원자 추이", fontsize=24, fontweight="bold", pad=32)

    # 2002년(index 29), 2020년(index 47) 출생자 데이터 추가
    font_annot = {"ha":"center", "fontsize":16, "color":"k", "alpha":0.8}
    font_textyear = {"fontsize": 18, "ha":"center"}
    annot_birth_y = 8e5
    annot_birth_offset = 5e4
    annot_birth_yearoffset = 1e5
    for idx in [29, 47]:
        # 출생자
        ax.annotate(format(df_birth.loc[idx, "num_birth"], ",") + " 명", 
                    xy=(df_birth.loc[idx, "year"], df_birth.loc[idx, "num_birth"]+annot_birth_offset), 
                    xytext=(df_birth.loc[idx, "year"], annot_birth_y),
                    arrowprops={"facecolor":color_birth},
                    bbox={"boxstyle":"round", "pad":0.4, "facecolor":"w", "edgecolor":color_birth},
                    ha="center", fontsize=16, 
                    color=color_birth, alpha=0.8
                   )
        ax.text(df_birth.loc[idx, "year"], 
                annot_birth_y + annot_birth_yearoffset, 
                str(df_birth.loc[idx, "year"]), 
                transform=ax.transData, 
                fontdict=font_textyear, 
                color=color_birth)

    # 출생자 수 legend    
    ax.text(1.06, 0.79, "출생자 수", transform=ax.transAxes, fontdict=font_xlabel, color=color_birth)

    # 2021학년도 수능 지원자 추가
    annot_sn_y = 17e4
    annot_sn_offset = -5e4
    annot_sn_year_offset = -1e5
    ax_sn.annotate(format(df_sn.loc[28, "apply"], ",") + " 명", 
                   xy=(df_sn.loc[28, "year"], df_sn.loc[28, "apply"]+annot_sn_offset), 
                   xytext=(df_sn.loc[28, "year"], annot_sn_y),
                   arrowprops={"facecolor":color_sn},
                   bbox={"boxstyle":"round", "pad":0.4, "facecolor":"w", "edgecolor":color_sn},
                   ha="center", fontsize=16, 
                   color=color_sn, alpha=0.8
                  )
    ax_sn.text(2021, 
               annot_sn_y + annot_sn_year_offset, 
               "2021", 
               transform=ax_sn.transData, 
               fontdict=font_textyear, 
               color=color_sn)

    # 2002년에서 2020년까지 출생자 감소율
    delta_birth_ratio = df_birth.loc[47, "num_birth"]/df_birth.loc[29, "num_birth"]

    # 2039학년도 예상 수능 지원자 수
    apply_2039 = int(df_sn.loc[28, "apply"] * delta_birth_ratio)

    # 2039학년도 예상 수능 지원자 추가
    ax_sn.annotate(f"{format(apply_2039, ',')} 명 (?)", 
                   xy=(2039, df_birth.loc[47, "num_birth"] + annot_sn_offset), 
                   xytext=(2039, annot_sn_y),
                   arrowprops={"facecolor":color_sn},
                   bbox={"boxstyle":"round", "pad":0.4, "facecolor":"w", "edgecolor":color_sn, "ls":":"},
                   ha="center", fontsize=16, 
                   color=color_sn, alpha=0.8
                  )
    ax_sn.text(2039, 
               annot_sn_y + annot_sn_year_offset, 
               "2039", 
               transform=ax_sn.transData, 
               fontdict=font_textyear, 
               color=color_sn)

    # 수능 지원자 legend
    ax.text(1.06, 0.17, "수능 지원자", transform=ax.transAxes, fontdict=font_xlabel, color=color_sn)

    fig.tight_layout()


3.10. ver 1. 감소량을 표시합니다.

  • ax.text()는 화살표 안에 글자를 담을 수 있습니다.
  • -45%라는 감소량을 강조합니다.
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    from matplotlib import cm

    fig, ax = plt.subplots(figsize=(15, 6), facecolor="w")

    # axes 추가
    ax_sn = ax.twiny()

    # 출생자 수
    color_birth = "saddlebrown"
    ax.fill_between(df_birth["year"], df_birth["num_birth"], fc="lightyellow", alpha=0.5)
    oranges = cm.get_cmap("Oranges", lut=df_birth.shape[0]*1.2)
    for i, alpha in enumerate(range(df_birth.shape[0]-1)):
        ax.plot(df_birth.loc[i: i+1, "year"], df_birth.loc[i:i+1, "num_birth"], c=oranges(i), lw=5)
    ax.scatter(df_birth["year"].tail(1), df_birth["num_birth"].tail(1), s=150, c=[oranges(df_birth.shape[0])])
        
    # 수능 지원자 수
    color_sn = "k"
    greys = cm.get_cmap("Greys", lut=df_sn.shape[0] + 10)
    for i, alpha in enumerate(range(df_sn.shape[0]-1)):
        ax_sn.plot(df_sn.loc[i: i+1, "year"], df_sn.loc[i:i+1, "apply"], c=greys(i + 10), lw=5, zorder=3)
    ax_sn.scatter(df_sn["year"].tail(1), df_sn["apply"].tail(1), s=150, c=color_sn, zorder=3.1)

    # 수능 지원자 수 윤곽선
    ax_sn.plot(df_sn["year"], df_sn["apply"], c="w", lw=11, zorder=2)
    ax_sn.scatter(df_sn["year"].tail(1), df_sn["apply"].tail(1), s=300, c="w", zorder=2)

    # spines 정리
    for s in ["left", "right", "top"]:
        ax.spines[s].set_visible(False)
        ax_sn.spines[s].set_visible(False)

    # 출생 x, y축 범위 지정
    ax.set_xlim(1975, 2021)
    ax.set_ylim(0, )    

    # 수능 x, y 축 범위 지정
    offset_sn = 19
    ax_sn.set_xlim(1975+offset_sn, 2021+offset_sn)
        
    # grid 추가
    ax.grid(axis="y")

    # 출생년도 bottom spine 색상을 line plot과 통일
    ax.spines["bottom"].set_edgecolor(color_birth)
    ax.tick_params(axis="x", color=color_birth, labelcolor=color_birth)

    # 수능 학년도 xticks를 bottom으로 이동
    ax_sn.xaxis.set_ticks_position("bottom")

    # 수능 학년도 bottom spine을 아래로 이동, 수능 곡선 색상과 통일
    ax_sn.spines["bottom"].set_position(("axes", -0.12))
    ax_sn.spines["bottom"].set_edgecolor(color_sn)
    ax_sn.tick_params(color=color_sn, labelcolor=color_sn)

    # yticklabels
    yticks = list(np.linspace(0, 1e6, 6))
    ax.set_yticks(yticks)
    ax.set_yticklabels([f"{int(y/1e4)}만명" if y > 0 else "0명" for y in yticks])

    # xticklabels
    font_xlabel = {"fontsize":18, "ha":"left", "fontweight":"bold"}
    ax.text(1.06, -0.075, "출생년도", transform=ax.transAxes, fontdict=font_xlabel, color=color_birth)
    ax.text(1.06, -0.195, "수능 학년도", transform=ax.transAxes, fontdict=font_xlabel, color=color_sn)

    # title
    ax.set_title("년도별 출생 및 수학능력시험 지원자 추이", fontsize=24, fontweight="bold", pad=32)

    # 2002년(index 29), 2020년(index 47) 출생자 데이터 추가
    font_annot = {"ha":"center", "fontsize":16, "color":"k", "alpha":0.8}
    font_textyear = {"fontsize": 18, "ha":"center"}
    annot_birth_y = 8e5
    annot_birth_offset = 5e4
    annot_birth_yearoffset = 1e5
    for idx in [29, 47]:
        # 출생자
        ax.annotate(format(df_birth.loc[idx, "num_birth"], ",") + " 명", 
                    xy=(df_birth.loc[idx, "year"], df_birth.loc[idx, "num_birth"]+annot_birth_offset), 
                    xytext=(df_birth.loc[idx, "year"], annot_birth_y),
                    arrowprops={"facecolor":color_birth},
                    bbox={"boxstyle":"round", "pad":0.4, "facecolor":"w", "edgecolor":color_birth},
                    ha="center", fontsize=16, 
                    color=color_birth, alpha=0.8
                   )
        ax.text(df_birth.loc[idx, "year"], 
                annot_birth_y + annot_birth_yearoffset, 
                str(df_birth.loc[idx, "year"]), 
                transform=ax.transData, 
                fontdict=font_textyear, 
                color=color_birth)

    # 출생자 수 legend    
    ax.text(1.06, 0.79, "출생자 수", transform=ax.transAxes, fontdict=font_xlabel, color=color_birth)

    # 2021학년도 수능 지원자 추가
    annot_sn_y = 17e4
    annot_sn_offset = -5e4
    annot_sn_year_offset = -1e5
    ax_sn.annotate(format(df_sn.loc[28, "apply"], ",") + " 명", 
                   xy=(df_sn.loc[28, "year"], df_sn.loc[28, "apply"]+annot_sn_offset), 
                   xytext=(df_sn.loc[28, "year"], annot_sn_y),
                   arrowprops={"facecolor":color_sn},
                   bbox={"boxstyle":"round", "pad":0.4, "facecolor":"w", "edgecolor":color_sn},
                   ha="center", fontsize=16, 
                   color=color_sn, alpha=0.8
                  )
    ax_sn.text(2021, 
               annot_sn_y + annot_sn_year_offset, 
               "2021", 
               transform=ax_sn.transData, 
               fontdict=font_textyear, 
               color=color_sn)

    # 2002년에서 2020년까지 출생자 감소율
    delta_birth_ratio = df_birth.loc[47, "num_birth"]/df_birth.loc[29, "num_birth"]

    # 2039학년도 예상 수능 지원자 수
    apply_2039 = int(df_sn.loc[28, "apply"] * delta_birth_ratio)

    # 2039학년도 예상 수능 지원자 추가
    ax_sn.annotate(f"{format(apply_2039, ',')} 명 (?)", 
                   xy=(2039, df_birth.loc[47, "num_birth"] + annot_sn_offset), 
                   xytext=(2039, annot_sn_y),
                   arrowprops={"facecolor":color_sn},
                   bbox={"boxstyle":"round", "pad":0.4, "facecolor":"w", "edgecolor":color_sn, "ls":":"},
                   ha="center", fontsize=16, 
                   color=color_sn, alpha=0.8
                  )
    ax_sn.text(2039, 
               annot_sn_y + annot_sn_year_offset, 
               "2039", 
               transform=ax_sn.transData, 
               fontdict=font_textyear, 
               color=color_sn)

    # 수능 지원자 legend
    ax.text(1.06, 0.17, "수능 지원자", transform=ax.transAxes, fontdict=font_xlabel, color=color_sn)

    # 출생 감소율 추가
    change_birth_ratio = f"{delta_birth_ratio*100-100:.0f} %"
    change_birth_ratio_pos_birth = (2002 + 2020)/2
    ax.text(change_birth_ratio_pos_birth, annot_birth_y, change_birth_ratio,
            fontdict=font_textyear, color="r",
            bbox={"boxstyle":"rarrow", "pad":0.4, "facecolor":"w", "edgecolor":"r"})

    # 수능 지원자 예상 감소율 추가
    change_birth_ratio_pos_sn = (2021 + 2039)/2
    ax_sn.text(change_birth_ratio_pos_sn, annot_sn_y, change_birth_ratio,
               fontdict=font_textyear, color="r",
               bbox={"boxstyle":"rarrow", "pad":0.4, "facecolor":"w", "edgecolor":"r", "linestyle":":"})

    fig.tight_layout()


3.11. ver 2. 구성요소를 표시합니다.

  • “죄다 수능을 본다고?”라는 의문에 대한 답을 미리 제시합니다.
  • ax.fill_between()으로 영역을 칠하고, 구석에 범례를 삽입합니다.
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    from matplotlib import cm

    fig, ax = plt.subplots(figsize=(15, 6), facecolor="w")

    # axes 추가
    ax_sn = ax.twiny()

    # 출생자 수
    color_birth = "saddlebrown"
    ax.fill_between(df_birth["year"], df_birth["num_birth"], fc="lightyellow", alpha=0.5)
    oranges = cm.get_cmap("Oranges", lut=df_birth.shape[0]*1.2)
    for i, alpha in enumerate(range(df_birth.shape[0]-1)):
        ax.plot(df_birth.loc[i: i+1, "year"], df_birth.loc[i:i+1, "num_birth"], c=oranges(i), lw=5)
    ax.scatter(df_birth["year"].tail(1), df_birth["num_birth"].tail(1), s=150, c=[oranges(df_birth.shape[0])])
        
    # 수능 지원자 수
    color_sn = "k"
    greys = cm.get_cmap("Greys", lut=df_sn.shape[0] + 10)
    for i, alpha in enumerate(range(df_sn.shape[0]-1)):
        ax_sn.plot(df_sn.loc[i: i+1, "year"], df_sn.loc[i:i+1, "apply"], c=greys(i + 10), lw=5, zorder=3)
    ax_sn.scatter(df_sn["year"].tail(1), df_sn["apply"].tail(1), s=150, c=color_sn, zorder=3.1)

    # 수능 지원자 구성
    ged = ax_sn.fill_between(df_sn["year"], df_sn["apply"], df_sn["apply"]-df_sn["ged"], 
                             fc="c", alpha=0.3, label="고시 등") # 고시 등
    grad = ax_sn.fill_between(df_sn["year"], df_sn["apply"]-df_sn["ged"], df_sn["apply"]-df_sn["ged"]-df_sn["grad"], 
                              fc="b", alpha=0.2, label="졸업생") # 졸업생
    enroll = ax_sn.fill_between(df_sn["year"], df_sn["enroll"],
                                fc="gray",alpha=0.2, label="재학생") # 재학생
    ax_sn.plot(df_sn["year"], df_sn["apply"]-df_sn["ged"], c="w", lw=3)
    ax_sn.plot(df_sn["year"], df_sn["enroll"], c="w", lw=3)


    # 수능 지원자 수 윤곽선
    ax_sn.plot(df_sn["year"], df_sn["apply"], c="w", lw=11, zorder=2)
    ax_sn.scatter(df_sn["year"].tail(1), df_sn["apply"].tail(1), s=300, c="w", zorder=2)

    # spines 정리
    for s in ["left", "right", "top"]:
        ax.spines[s].set_visible(False)
        ax_sn.spines[s].set_visible(False)

    # 출생 x, y축 범위 지정
    ax.set_xlim(1975, 2021)
    ax.set_ylim(0, )    

    # 수능 x, y 축 범위 지정
    offset_sn = 19
    ax_sn.set_xlim(1975+offset_sn, 2021+offset_sn)
        
    # grid 추가
    ax.grid(axis="y")

    # 출생년도 bottom spine 색상을 line plot과 통일
    ax.spines["bottom"].set_edgecolor(color_birth)
    ax.tick_params(axis="x", color=color_birth, labelcolor=color_birth)

    # 수능 학년도 xticks를 bottom으로 이동
    ax_sn.xaxis.set_ticks_position("bottom")

    # 수능 학년도 bottom spine을 아래로 이동, 수능 곡선 색상과 통일
    ax_sn.spines["bottom"].set_position(("axes", -0.12))
    ax_sn.spines["bottom"].set_edgecolor(color_sn)
    ax_sn.tick_params(color=color_sn, labelcolor=color_sn)

    # yticklabels
    yticks = list(np.linspace(0, 1e6, 6))
    ax.set_yticks(yticks)
    ax.set_yticklabels([f"{int(y/1e4)}만명" if y > 0 else "0명" for y in yticks])

    # xticklabels
    font_xlabel = {"fontsize":18, "ha":"left", "fontweight":"bold"}
    ax.text(1.06, -0.075, "출생년도", transform=ax.transAxes, fontdict=font_xlabel, color=color_birth)
    ax.text(1.06, -0.195, "수능 학년도", transform=ax.transAxes, fontdict=font_xlabel, color=color_sn)

    # title
    ax.set_title("년도별 출생 및 수학능력시험 지원자 추이", fontsize=24, fontweight="bold", pad=32)

    # 2002년(index 29), 2020년(index 47) 출생자 데이터 추가
    font_annot = {"ha":"center", "fontsize":16, "color":"k", "alpha":0.8}
    font_textyear = {"fontsize": 18, "ha":"center"}
    annot_birth_y = 8e5
    annot_birth_offset = 5e4
    annot_birth_yearoffset = 1e5
    for idx in [29, 47]:
        # 출생자
        ax.annotate(format(df_birth.loc[idx, "num_birth"], ",") + " 명", 
                    xy=(df_birth.loc[idx, "year"], df_birth.loc[idx, "num_birth"]+annot_birth_offset), 
                    xytext=(df_birth.loc[idx, "year"], annot_birth_y),
                    arrowprops={"facecolor":color_birth},
                    bbox={"boxstyle":"round", "pad":0.4, "facecolor":"w", "edgecolor":color_birth},
                    ha="center", fontsize=16, 
                    color=color_birth, alpha=0.8
                   )
        ax.text(df_birth.loc[idx, "year"], 
                annot_birth_y + annot_birth_yearoffset, 
                str(df_birth.loc[idx, "year"]), 
                transform=ax.transData, 
                fontdict=font_textyear, 
                color=color_birth)

    # 출생자 수 legend    
    ax.text(1.06, 0.79, "출생자 수", transform=ax.transAxes, fontdict=font_xlabel, color=color_birth)

    # 2021학년도 수능 지원자 추가
    annot_sn_y = 17e4
    annot_sn_offset = -5e4
    annot_sn_year_offset = -1e5
    ax_sn.annotate(format(df_sn.loc[28, "apply"], ",") + " 명", 
                   xy=(df_sn.loc[28, "year"], df_sn.loc[28, "apply"]+annot_sn_offset), 
                   xytext=(df_sn.loc[28, "year"], annot_sn_y),
                   arrowprops={"facecolor":color_sn},
                   bbox={"boxstyle":"round", "pad":0.4, "facecolor":"w", "edgecolor":color_sn},
                   ha="center", fontsize=16, 
                   color=color_sn, alpha=0.8
                  )
    ax_sn.text(2021, 
               annot_sn_y + annot_sn_year_offset, 
               "2021", 
               transform=ax_sn.transData, 
               fontdict=font_textyear, 
               color=color_sn)

    # 2002년에서 2020년까지 출생자 감소율
    delta_birth_ratio = df_birth.loc[47, "num_birth"]/df_birth.loc[29, "num_birth"]

    # 2039학년도 예상 수능 지원자 수
    apply_2039 = int(df_sn.loc[28, "apply"] * delta_birth_ratio)

    # 2039학년도 예상 수능 지원자 추가
    ax_sn.annotate(f"{format(apply_2039, ',')} 명 (?)", 
                   xy=(2039, df_birth.loc[47, "num_birth"] + annot_sn_offset), 
                   xytext=(2039, annot_sn_y),
                   arrowprops={"facecolor":color_sn},
                   bbox={"boxstyle":"round", "pad":0.4, "facecolor":"w", "edgecolor":color_sn, "ls":":"},
                   ha="center", fontsize=16, 
                   color=color_sn, alpha=0.8
                  )
    ax_sn.text(2039, 
               annot_sn_y + annot_sn_year_offset, 
               "2039", 
               transform=ax_sn.transData, 
               fontdict=font_textyear, 
               color=color_sn)

    # 수능 지원자 legend
    ax.text(1.06, 0.17, "수능 지원자", transform=ax.transAxes, fontdict=font_xlabel, color=color_sn)

    # 출생 감소율 추가
    change_birth_ratio = f"{delta_birth_ratio*100-100:.0f} %"
    change_birth_ratio_pos_birth = (2002 + 2020)/2
    ax.text(change_birth_ratio_pos_birth, annot_birth_y, change_birth_ratio,
            fontdict=font_textyear, color="r",
            bbox={"boxstyle":"rarrow", "pad":0.4, "facecolor":"w", "edgecolor":"r"})

    # 수능 지원자 예상 감소율 추가
    change_birth_ratio_pos_sn = (2021 + 2039)/2
    ax_sn.text(change_birth_ratio_pos_sn, annot_sn_y, change_birth_ratio,
               fontdict=font_textyear, color="r",
               bbox={"boxstyle":"rarrow", "pad":0.4, "facecolor":"w", "edgecolor":"r", "linestyle":":"})

    # 수능 지원자 카테고리
    ax_sn.legend(ncol=3, loc="lower left")
    fig.tight_layout()


3.12. ver.3. 메시지 전달력 강화

  • 데이터를 들여다보면서 찾은 메시지를 담습니다.
  • 미래를 두 구간으로 나누고 각기 의미를 담습니다.
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    from matplotlib import cm

    fig, ax = plt.subplots(figsize=(15, 6), facecolor="w")

    # axes 추가
    ax_sn = ax.twiny()

    # 출생자 수
    color_birth = "saddlebrown"
    ax.fill_between(df_birth["year"], df_birth["num_birth"], fc="lightyellow", alpha=0.5)
    oranges = cm.get_cmap("Oranges", lut=df_birth.shape[0]*1.2)
    for i, alpha in enumerate(range(df_birth.shape[0]-1)):
        ax.plot(df_birth.loc[i: i+1, "year"], df_birth.loc[i:i+1, "num_birth"], c=oranges(i), lw=5)
    ax.scatter(df_birth["year"].tail(1), df_birth["num_birth"].tail(1), s=150, c=[oranges(df_birth.shape[0])])
        
    # 수능 지원자 수
    color_sn = "k"
    greys = cm.get_cmap("Greys", lut=df_sn.shape[0] + 10)
    for i, alpha in enumerate(range(df_sn.shape[0]-1)):
        ax_sn.plot(df_sn.loc[i: i+1, "year"], df_sn.loc[i:i+1, "apply"], c=greys(i + 10), lw=5, zorder=3)
    ax_sn.scatter(df_sn["year"].tail(1), df_sn["apply"].tail(1), s=150, c=color_sn, zorder=3.1)

    # 수능 지원자 수 윤곽선
    ax_sn.plot(df_sn["year"], df_sn["apply"], c="w", lw=11, zorder=2)
    ax_sn.scatter(df_sn["year"].tail(1), df_sn["apply"].tail(1), s=300, c="w", zorder=2)

    # spines 정리
    for s in ["left", "right", "top"]:
        ax.spines[s].set_visible(False)
        ax_sn.spines[s].set_visible(False)

    # 출생 x, y축 범위 지정
    ax.set_xlim(1975, 2021)
    ax.set_ylim(0, )    

    # 수능 x, y 축 범위 지정
    offset_sn = 19
    ax_sn.set_xlim(1975+offset_sn, 2021+offset_sn)
        
    # grid 추가
    ax.grid(axis="y")

    # 출생년도 bottom spine 색상을 line plot과 통일
    ax.spines["bottom"].set_edgecolor(color_birth)
    ax.tick_params(axis="x", color=color_birth, labelcolor=color_birth)

    # 수능 학년도 xticks를 bottom으로 이동
    ax_sn.xaxis.set_ticks_position("bottom")

    # 수능 학년도 bottom spine을 아래로 이동, 수능 곡선 색상과 통일
    ax_sn.spines["bottom"].set_position(("axes", -0.12))
    ax_sn.spines["bottom"].set_edgecolor(color_sn)
    ax_sn.tick_params(color=color_sn, labelcolor=color_sn)

    # yticklabels
    yticks = list(np.linspace(0, 1e6, 6))
    ax.set_yticks(yticks)
    ax.set_yticklabels([f"{int(y/1e4)}만명" if y > 0 else "0명" for y in yticks])

    # xticklabels
    font_xlabel = {"fontsize":18, "ha":"left", "fontweight":"bold"}
    ax.text(1.06, -0.075, "출생년도", transform=ax.transAxes, fontdict=font_xlabel, color=color_birth)
    ax.text(1.06, -0.195, "수능 학년도", transform=ax.transAxes, fontdict=font_xlabel, color=color_sn)

    # title
    ax.set_title("년도별 출생 및 수학능력시험 지원자 추이", fontsize=24, fontweight="bold", pad=32)

    # 2002년(index 29), 2020년(index 47) 출생자 데이터 추가
    font_annot = {"ha":"center", "fontsize":16, "color":"k", "alpha":0.8}
    font_textyear = {"fontsize": 18, "ha":"center"}
    annot_birth_y = 8e5
    annot_birth_offset = 5e4
    annot_birth_yearoffset = 1e5
    for idx in [29, 47]:
        # 출생자
        ax.annotate(format(df_birth.loc[idx, "num_birth"], ",") + " 명", 
                    xy=(df_birth.loc[idx, "year"], df_birth.loc[idx, "num_birth"]+annot_birth_offset), 
                    xytext=(df_birth.loc[idx, "year"], annot_birth_y),
                    arrowprops={"facecolor":color_birth},
                    bbox={"boxstyle":"round", "pad":0.4, "facecolor":"w", "edgecolor":color_birth},
                    ha="center", fontsize=16, 
                    color=color_birth, alpha=0.8
                   )
        ax.text(df_birth.loc[idx, "year"], 
                annot_birth_y + annot_birth_yearoffset, 
                str(df_birth.loc[idx, "year"]), 
                transform=ax.transData, 
                fontdict=font_textyear, 
                color=color_birth)

    # 출생자 수 legend    
    ax.text(1.06, 0.79, "출생자 수", transform=ax.transAxes, fontdict=font_xlabel, color=color_birth)

    # 2021학년도 수능 지원자 추가
    annot_sn_y = 17e4
    annot_sn_offset = -5e4
    annot_sn_year_offset = -1e5
    ax_sn.annotate(format(df_sn.loc[28, "apply"], ",") + " 명", 
                   xy=(df_sn.loc[28, "year"], df_sn.loc[28, "apply"]+annot_sn_offset), 
                   xytext=(df_sn.loc[28, "year"], annot_sn_y),
                   arrowprops={"facecolor":color_sn},
                   bbox={"boxstyle":"round", "pad":0.4, "facecolor":"w", "edgecolor":color_sn},
                   ha="center", fontsize=16, 
                   color=color_sn, alpha=0.8
                  )
    ax_sn.text(2021, 
               annot_sn_y + annot_sn_year_offset, 
               "2021", 
               transform=ax_sn.transData, 
               fontdict=font_textyear, 
               color=color_sn)

    # 2002년에서 2020년까지 출생자 감소율
    delta_birth_ratio = df_birth.loc[47, "num_birth"]/df_birth.loc[29, "num_birth"]

    # 2039학년도 예상 수능 지원자 수
    apply_2039 = int(df_sn.loc[28, "apply"] * delta_birth_ratio)

    # 2039학년도 예상 수능 지원자 추가
    ax_sn.annotate(f"{format(apply_2039, ',')} 명 (?)", 
                   xy=(2039, df_birth.loc[47, "num_birth"] + annot_sn_offset), 
                   xytext=(2039, annot_sn_y),
                   arrowprops={"facecolor":color_sn},
                   bbox={"boxstyle":"round", "pad":0.4, "facecolor":"w", "edgecolor":color_sn, "ls":":"},
                   ha="center", fontsize=16, 
                   color=color_sn, alpha=0.8
                  )
    ax_sn.text(2039, 
               annot_sn_y + annot_sn_year_offset, 
               "2039", 
               transform=ax_sn.transData, 
               fontdict=font_textyear, 
               color=color_sn)

    # 수능 지원자 legend
    ax.text(1.06, 0.17, "수능 지원자", transform=ax.transAxes, fontdict=font_xlabel, color=color_sn)

    # 박스권 등락 추가
    ax.axvspan(2002, 2015, fc="gray", alpha=0.3)
    ax.text(2008.5, 6e5, "현상 유지\n(2021 - 2034 학년도)", fontdict=font_textyear, color="k")

    # 2034년 후 급락
    ax.axvspan(2015, 2021, fc="r", alpha=0.3)
    ax.text(2017.5, 6e5, "급감\n(-45 %)", fontdict=font_textyear, color="brown", fontweight="bold")

    # 2021년도 지원자 중 비율 표기
    num_enroll = format(df_sn['enroll'].iloc[-1], ',')
    num_grad = format(df_sn['grad'].iloc[-1], ',')
    num_ged = format(df_sn['ged'].iloc[-1], ',')

    font_category = {"fontsize":18, "ha":"left", "color":"k"}
    ax_sn.text(1997, 4e5, "※ 2021학년도 수능 지원자", fontdict=font_category, fontweight="bold") 
    ax_sn.text(1997, 3e5, 
               f"  재학생 : {num_enroll} 명 ({df_sn['enroll'].iloc[-1]/df_sn['apply'].iloc[-1]*100:.1f} %)", 
               fontdict=font_category)
    ax_sn.text(1997, 2e5, 
               f"  졸업생 : {num_grad} 명 ({df_sn['grad'].iloc[-1]/df_sn['apply'].iloc[-1]*100:.1f} %)", 
               fontdict=font_category)
    ax_sn.text(1997, 1e5, 
               f"  고시 등: {num_ged} 명 ({df_sn['ged'].iloc[-1]/df_sn['apply'].iloc[-1]*100:.1f} %)", 
               fontdict=font_category)

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4. 소스 코드

  • 위 코드와 그림이 담긴 노트북은 여기에서 다운로드 받으실 수 있습니다.


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