Python+Matplotlib制作动画
本文内容纲要：
-1、引言
-2、动画实现
-2.1准备背景
-2.2往背景中添加动画点
-2.3往动画中添加其它效果
-总结
注：在“实验设计与数据处理”的课后作业中，有一个数据可视化的作业，利用课程上学习的某种方法找一个二维函数的最大值，并将这个寻找的过程可视化。在作业里面利用了Matplotlib的Animation类实现可视化的动态展示。
1、引言
利用Animation类制动画主要是参考了官方的教程：Matplotlib-Animation。为了更加清析说明Animation类是如何实现动画的，本文只简单地介绍一个点沿着sin函数运动的例子，分析一下Animation实现动画的原理。其它复杂的动画同样也是据此原理，可以实现下面的动画效果。第3幅图是作业的一个效果图。
2、动画实现
这里主讲述上面的sin函数点运动的动画的实现。代码的运行环境为Python3.6+Jupyter5.4。
2.1准备背景
在绘制动画前，我们需将其sin函数的背景绘制出来。这一步很简单，与我们平时的绘图一样。
importnumpyasnp
importmatplotlib
importmatplotlib.pyplotasplt
importmatplotlib.animationasanimation
#指定渲染环境
%matplotlibnotebook
#%matplotlibinline
x=np.linspace(0,2*np.pi,100)
y=np.sin(x)
fig=plt.figure(tight_layout=True)
plt.plot(x,y)
plt.grid(ls="--")
plt.show()
2.2往背景中添加动画点
这一步代码稍微多了一点点，且先看代码，再来解释。
defupdate_points(num):
'''
更新数据点
'''
point_ani.set_data(x[num],y[num])
returnpoint_ani,
x=np.linspace(0,2*np.pi,100)
y=np.sin(x)
fig=plt.figure(tight_layout=True)
plt.plot(x,y)
point_ani,=plt.plot(x[0],y[0],"ro")
plt.grid(ls="--")
#开始制作动画
ani=animation.FuncAnimation(fig,update_points,np.arange(0,100),interval=100,blit=True)
#ani.save('sin_test2.gif',writer='imagemagick',fps=10)
plt.show()
上面的代码中，首先定义了一个update_points函数，用于更新绘制的图中的数据点。此函数的输入参数num代表当前动画的第几帧，函数的返回，即为我们需要更新的对象，需要特别注意的是：reuturnpoint_ani,这个逗号一定加上，否则动画不能正常显示。当然这里面操作的点对象point_ani我们一般会提前声明得到：point_ani,=plt.plot(x[0],y[0],"ro")。接下来就是将此函数传入我们的FuncAnimation函数中，函数的参数说明可以参见官网，这里简要说明用到的几个参数。
- 第1个参数fig：即为我们的绘图对象.
- 第2个参数update_points：更新动画的函数.
- 第3个参数np.arrange(0,100)：动画帧数，这需要是一个可迭代的对象。
- interval参数：动画的时间间隔。
- blit参数：是否开启某种动画的渲染。
运行上面代码可以得到如图2-2所示的动画效果。
2.3往动画中添加其它效果
上面实现的动画效果还比较单一，我们可以往其中添加一些文本显示，或者在不同的条件下改变点样式。这其实也非常简单，只需在update_points函数中添加一些额外的，你想要的效果代码即可。
defupdate_points(num):
ifnum%5==0:
point_ani.set_marker("*")
point_ani.set_markersize(12)
else:
point_ani.set_marker("o")
point_ani.set_markersize(8)
point_ani.set_data(x[num],y[num])
text_pt.set_text("x=%.3f,y=%.3f"%(x[num],y[num]))
returnpoint_ani,text_pt,
x=np.linspace(0,2*np.pi,100)
y=np.sin(x)
fig=plt.figure(tight_layout=True)
plt.plot(x,y)
point_ani,=plt.plot(x[0],y[0],"ro")
plt.grid(ls="--")
text_pt=plt.text(4,0.8,'',fontsize=16)
ani=animation.FuncAnimation(fig,update_points,np.arange(0,100),interval=100,blit=True)
#ani.save('sin_test3.gif',writer='imagemagick',fps=10)
plt.show()
我在上面update_points函数中添加了一个文本，让它显示点的\((x,\y)\)的坐标值，同时在不同的帧，改变了点的形状，让它在5的倍数帧显示为五角星形状。
再稍微改变一下，可以让文本跟着点动。只需将上面的代码update_points函数改为如下代码，其效果如图2-4所示。
defupdate_points(num):
point_ani.set_data(x[num],y[num])
ifnum%5==0:
point_ani.set_marker("*")
point_ani.set_markersize(12)
else:
point_ani.set_marker("o")
point_ani.set_markersize(8)
text_pt.set_position((x[num],y[num]))
text_pt.set_text("x=%.3f,y=%.3f"%(x[num],y[num]))
returnpoint_ani,text_pt,
总结
本文制作动画主要用到了Matplotlib的Animation类，虽然讲的例子比较简单，但是据此简单的原理，足以实现复杂的动画效果。
本文内容总结：1、引言，2、动画实现，2.1准备背景，2.2往背景中添加动画点，2.3往动画中添加其它效果，总结，
原文链接：https://www.cnblogs.com/endlesscoding/p/10308111.html