Matplotlib animation模块实现动态图
matplotlib画图功能非常强大，目前也只能根据官网提供的例子简单地画几张图。最近学习了能画动态图的animation模块，作个简单地记录。
在matplotlib作图中，比较常用的是matplotlib.pyplot模块，这个模块有非常多的属性和方法，简要列举下这次用到的方法：
matplotlib.pyplot.subplots(nrows=1,ncols=1,sharex=False,sharey=False,squeeze=True,subplot_kw=None,gridspec_kw=None,**fig_kw)
返回fig和ax对象！
例子1.动态画出sin函数曲线
importnumpyasnp importmatplotlib.pyplotasplt frommatplotlib.animationimportFuncAnimation fig,ax=plt.subplots() xdata,ydata=[],[] ln,=ax.plot([],[],'r-',animated=False) definit(): ax.set_xlim(0,2*np.pi) ax.set_ylim(-1,1) returnln, defupdate(frame): xdata.append(frame) ydata.append(np.sin(frame)) ln.set_data(xdata,ydata) returnln, ani=FuncAnimation(fig,update,frames=np.linspace(0,2*np.pi,128), init_func=init,blit=True) plt.show()
画这类图的关键是要给出不断更新的函数，这里就是update函数了。注意,line,=ax.plot([],[],'r-',animated=False)中的,表示创建tuple类型。迭代更新的数据frame取值从frames取得。
例子2.动态显示一个动点，它的轨迹是sin函数。
importnumpyasnp
importmatplotlib.pyplotasplt
frommatplotlibimportanimation
"""
animationexample2
author:Kiterun
"""
fig,ax=plt.subplots()
x=np.linspace(0,2*np.pi,200)
y=np.sin(x)
l=ax.plot(x,y)
dot,=ax.plot([],[],'ro')
definit():
ax.set_xlim(0,2*np.pi)
ax.set_ylim(-1,1)
returnl
defgen_dot():
foriinnp.linspace(0,2*np.pi,200):
newdot=[i,np.sin(i)]
yieldnewdot
defupdate_dot(newd):
dot.set_data(newd[0],newd[1])
returndot,
ani=animation.FuncAnimation(fig,update_dot,frames=gen_dot,interval=100,init_func=init)
ani.save('sin_dot.gif',writer='imagemagick',fps=30)
plt.show()
这里我们把生成的动态图保存为gif图片，前提要预先安装imagemagic。
例子3.单摆（没阻尼&有阻尼）
无阻尼的单摆力学公式：
附加阻尼项：
这里需要用到scipy.integrate的odeint模块，具体用法找时间再专门写一篇blog吧，动态图代码如下：
#-*-coding:utf-8-*-
frommathimportsin,cos
importnumpyasnp
fromscipy.integrateimportodeint
importmatplotlib.pyplotasplt
importmatplotlib.animationasanimation
g=9.8
leng=1.0
b_const=0.2
#nodecaycase:
defpendulum_equations1(w,t,l):
th,v=w
dth=v
dv=-g/l*sin(th)
returndth,dv
#thedecayexistcase:
defpendulum_equations2(w,t,l,b):
th,v=w
dth=v
dv=-b/l*v-g/l*sin(th)
returndth,dv
t=np.arange(0,20,0.1)
track=odeint(pendulum_equations1,(1.0,0),t,args=(leng,))
#track=odeint(pendulum_equations2,(1.0,0),t,args=(leng,b_const))
xdata=[leng*sin(track[i,0])foriinrange(len(track))]
ydata=[-leng*cos(track[i,0])foriinrange(len(track))]
fig,ax=plt.subplots()
ax.grid()
line,=ax.plot([],[],'o-',lw=2)
time_template='time=%.1fs'
time_text=ax.text(0.05,0.9,'',transform=ax.transAxes)
definit():
ax.set_xlim(-2,2)
ax.set_ylim(-2,2)
time_text.set_text('')
returnline,time_text
defupdate(i):
newx=[0,xdata[i]]
newy=[0,ydata[i]]
line.set_data(newx,newy)
time_text.set_text(time_template%(0.1*i))
returnline,time_text
ani=animation.FuncAnimation(fig,update,range(1,len(xdata)),init_func=init,interval=50)
#ani.save('single_pendulum_decay.gif',writer='imagemagick',fps=100)
ani.save('single_pendulum_nodecay.gif',writer='imagemagick',fps=100)
plt.show()
例子4.滚动的球
importnumpyasnp
importmatplotlib.pyplotasplt
importmatplotlib.animationasanimation
fig=plt.figure(figsize=(6,6))
ax=plt.gca()
ax.grid()
ln1,=ax.plot([],[],'-',lw=2)
ln2,=ax.plot([],[],'-',color='r',lw=2)
theta=np.linspace(0,2*np.pi,100)
r_out=1
r_in=0.5
definit():
ax.set_xlim(-2,2)
ax.set_ylim(-2,2)
x_out=[r_out*np.cos(theta[i])foriinrange(len(theta))]
y_out=[r_out*np.sin(theta[i])foriinrange(len(theta))]
ln1.set_data(x_out,y_out)
returnln1,
defupdate(i):
x_in=[(r_out-r_in)*np.cos(theta[i])+r_in*np.cos(theta[j])forjinrange(len(theta))]
y_in=[(r_out-r_in)*np.sin(theta[i])+r_in*np.sin(theta[j])forjinrange(len(theta))]
ln2.set_data(x_in,y_in)
returnln2,
ani=animation.FuncAnimation(fig,update,range(len(theta)),init_func=init,interval=30)
ani.save('roll.gif',writer='imagemagick',fps=100)
plt.show()
声明：本文内容来源于网络，版权归原作者所有，内容由互联网用户自发贡献自行上传，本网站不拥有所有权，未作人工编辑处理，也不承担相关法律责任。如果您发现有涉嫌版权的内容，欢迎发送邮件至：czq8825#qq.com（发邮件时，请将#更换为@）进行举报，并提供相关证据，一经查实，本站将立刻删除涉嫌侵权内容。