【MATLAB】figureをPDFで保存するときの余白を削除しよう！

2022年2月28日2023年1月6日

こんにちは、Rayです。
MATLABのfigureをPDF形式で保存すると、figureの外側に余分な余白が付いてしまったり、figureが収まり切らなかったりしたことはありませんか？
この記事では、そんな時の対処法を紹介します。

記事の内容

この関数を使えば解決！

はじめに、便利な自作関数を紹介します！
figure作成後にこの関数を実行することで、指定されたファイル名（filename）でPDFファイルが出力されます。
もちろん、不必要な余白は含まれません。
コピペしても構いませんが、こちらからsaveFigPDF.mファイルをダウンロードすることも可能です。
ご自由にお使いください。

function saveFigPDF(filename)
% -------------------------------------------------------------------------
% 作成したfigureのサイズに合わせてPDF出力します．
% 出力したいfigureのウィンドウを選択した状態でこの関数を実行してください．
% -------------------------------------------------------------------------
% Format:
%   saveFigPDF('sample.pdf')
% -------------------------------------------------------------------------
% Input:
%   filename - 出力するPDFファイルのファイル名(char型，string型)
% -------------------------------------------------------------------------

if ischar(filename) || isstring(filename)
    filename = char(filename);
else
    error('引数はchar型かstring型で指定してください．')
end

% active figureを取得
f = gcf;

% 出力サイズをfigureサイズに合わせる
f.Units = 'centimeters';
f.PaperUnits = f.Units;
f.PaperPosition = [0, 0, f.Position(3:4)];
f.PaperSize = f.Position(3:4);

% figureをPDFで出力
print(filename, '-dpdf')

以下では、PDF余白問題に関する諸々をお話しします。
一度目を通して、理解を深めておくことをおすすめします！

figureをPDF形式で出力する目的

作成したfigureをPDFで保存する理由は、ずばり、

PDFは綺麗な上に扱いやすい！

からです。

ラスタ形式とベクタ形式

画像ファイルは、ラスター形式（ビットマップ形式）とベクター形式の2種類に大別されます。
ラスター形式の画像を拡大するとギザギザしますが、ベクター形式の画像は綺麗なまま拡大することができます。
2つの形式の違いについてはこちらの記事をご覧ください。

PDFはベクタ形式の画像なので、次のようなメリットがあります。

拡大・縮小しても文字や図形の画質は劣化しない
ラスタ形式の画像も含められる
大抵のデバイスで閲覧可能
MicrosoftのWordやPowerPointにも貼れる（Mac限定）

論文用に作ったラスタ画像をポスターサイズに拡大なんかしてしまうと、かなり残念な見た目になってしまいます。
しかし、ベクタ画像のPDFであれば、拡大しても画質が劣化しないため、1つのファイルを使い回しできます。
（まぁ、実際には作り直すことの方が多いと思いますが。）

実験と解析を繰り返し、苦労の末に得られた研究成果を学会や論文で発表します。
これだけ頑張ったのだから、綺麗な図を作成して、見栄えの良い綺麗な論文・発表資料にしたいと思いませんか？
私は思います！
論文を読む側、学会で発表を聴く側の立場で考えても、綺麗で見やすい図表が並んでいる方が見る（聴く）気が湧きます。

Ray

研究の内容はもちろんですが、ぱっと見の印象も結構大事です！

ということで、MATLABで作成したfigureをPDFで保存しよう！！
と言いたいところなのですが、少し工夫が必要です。

MATLABのfigureをPDF形式で保存すると…

例として適当なグラフを作図してみます。

% plotする変数を用意
x = 0:0.1:2*pi;
y = sin(x);

% figureにplot
figure
plot(x,y)

% figureをPDFファイルとして出力
print('figure1.pdf', '-dpdf')

出力されたPDFファイルはこんな感じになります。
（PDFをそのまま貼る事はできないので、 PING画像に変換しています。）

figure本体の周りにかなり広く余白がありますね。
PDF出力する場合に限り、A4サイズの白紙の中央にfigureが配置される仕様となっています。

Ray

余白が邪魔でかなり使いにくい…

figure部分だけを出力したい場合、

他のソフトで、figure部分だけトリミングする
Illustratorなどのソフトで、figure部分のオブジェクトだけ抽出する
そもそもMATLABで出力する時点で、figure部分のみ出力する

などの対応が挙げられます。
1つ目と2つ目の方法は、figure作成後に追加処理が必要なので面倒です。
そこで本記事では、MATLABだけで完結する3つ目の方法を簡単に紹介します。

figureサイズに合わせてPDFファイルのサイズを変更する方法

ここからが本題です！
まずは目的を達成するためのサンプルコードを紹介します。
その後、サンプルコードの各行について説明を加えます。

サンプルコード

figureサイズに合わせてPDF出力するサンプルコードです。

% plotする変数を用意
x = 0:0.1:2*pi;
y = sin(x);

% figureにplot
f = figure;
plot(x, y)

% 出力サイズをfigureサイズに合わせる
f.Units = 'centimeters';
f.PaperUnits = f.Units;
f.PaperPosition = [0, 0, f.Position(3:4)];
f.PaperSize = f.Position(3:4);

% figureをPDFで出力
print('figure2.pdf', '-dpdf')

こちらのコードで出力されるPDFファイルはこのようになります。

figure1のような不要な余白はなくなり、目的は達成できました！

サンプルコードの説明

サンプルコードの各行について説明します。
意味を理解した上で、自分用にカスタムして使いこなしてください！

まず、

f = figure;

によって、figureのプロパティにアクセスしやすい状態でfigureを作成します。
変数fは、figureの位置やサイズ、フォント、色などの情報が入っているオブジェクト（構造体のように扱えます）です。
f.〇〇という形で各プロパティにアクセスし、これらの値を変更することで、figureの外観などを変更できます。
figureの各プロパティについては、MathW ork sの公式ドキュメントを参考にしてください。

あわせて読みたい

Figure ウィンドウの外観と動作の制御 - MATLAB - MathWorks 日本 Figure は、グラフィックスコンポーネントまたはユーザーインターフェイスコンポーネントのコンテナーです。

次に、出力するPDFのサイズをfigureのサイズに合わせるための準備をします。

f.Units = 'centimeters';
f.PaperUnits = f.Units;

ここで変更している各プロパティは、

Units：figureサイズの単位
PaperUnits：PDF出力する際のサイズの単位

を表しています。
どちらも’centimeter’（cm）に統一させます。

備考

Unitsのデフォルトとなっている’pixels’は、PaperUnitsが対応していないので、変更が必須です。
統一するのは’centimeter’でなくても構いませんが、印刷することを考えると’centimeters’が使いやすいと思います。

さて、ついにPDFのページサイズをfigureサイズに合わせます。

f.PaperPosition = [0, 0, f.Position(3:4)];
f.PaperSize = f.Position(3:4);

figureのPaperPositionとPaperSizeを、figureのPositionに合わせます。
それぞれのプロパティの詳細は、別記事で説明します。

ここまでの処理によって、出力されるPDFのサイズが、figureのサイズに合わせられました。
ということで、

print('figure2.pdf', '-dpdf')

でPDF出力すると、不要な余白がないPDFファイルが生成されるわけです！

数行のコードを追記するだけで簡単にPDFの余白を消すことができました！

MATLABのバージョンによってこんな方法も

MATLAB 2020a以降のバージョン

PDF出力する時の余白を最小限にしたい場合、exportgraphics関数を使う方法が一番簡単だと思います。

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プロットまたはグラフィックスの内容をファイルに保存する - MATLAB exportgraphics - MathWorks 日本この MATLAB 関数は、obj で指定されたグラフィックスオブジェクトの内容をファイルに保存します。

本記事のはじめに紹介した自作コード（makeFigPDF関数）を使用した場合と、exportgraphics関数を使用した場合を比較すると、

となります。
exportgraphics関数を使うと、余白は本当に最小限になります。
一方で、私が作成したmakeFigPDF関数は、表示されている範囲全体を出力します。

出力されるPDFのサイズを厳密に指定したい場合や、figure周りにあえて少し余白をつけたい場合など、細かい設定をしたい場合には、exportgraphics関数は不向きだと思います。

以上を踏まえ、私はexportgraphics関数ではなくこの記事で説明した方法（makeFigPDF関数）を使うつもりです。
そこまで細かい設定は要らない！余白が消せたらそれでいい！という方は、exportgraphics関数を使うことをおすすめします。

注意

exportgraphics関数はMATLAB 2020aから実装されました。
これより前のバージョンでは使用できない点にはご注意ください。

MATLAB 2014a以前のバージョン

figureなどのグラフィックオブジェクトのプロパティにに、ドット表記（f.〇〇という形）でアクセスできるようになったのはMATLAB 2014bからです。
MATLAB 2014a以前のバージョンを使用する場合、ドット表記の代わりにget関数とset関数を使う必要があります。

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グラフィックスオブジェクトのプロパティのクエリ - MATLAB get - MathWorks 日本この MATLAB 関数は、指定したグラフィックスオブジェクト h のプロパティおよびプロパティ値をコマンドウィンドウに表示します。

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グラフィックスオブジェクトのプロパティの設定 - MATLAB set - MathWorks 日本この MATLAB 関数は、1 つ以上の名前と値の引数を使用して、指定したグラフィックスオブジェクト h のプロパティを設定します。

例えば、

f.PaperSize = f.Position(3:4);

というドット表記は、

pos = get(f, 'Position');
set(f, 'Position', pos(3:4));

に変更してください。

まとめ

今回は、MATLABで生成したfigureをPDF出力する際にできる不要な余白を消す方法を紹介しました。
本記事の最初にもご紹介したsaveFigPDF関数を使用していただくことで、簡単に実現できるので、ぜひご活用ください。
余白を完全に無くしたい場合には、MATLABに標準搭載のexportgraphics関数も便利です。

綺麗な図を作って、論文や発表資料のクオリティを上げていきましょう！