Python中的图形绘制动画
来西瓜 人气:0前言：
Matplotlib 是一个非常广泛的库，它也支持图形动画。 动画工具以 matplotlib.animation 基类为中心，它提供了一个框架，围绕该框架构建动画功能。 主要接口有TimedAnimation和FuncAnimation，两者中FuncAnimation是最方便使用的。
1、画螺旋曲线代码
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.animation as animation
import numpy as np
# create a figure, axis and plot element
fig = plt.figure()
ax = plt.axes(xlim=(-50, 50), ylim=(-50, 50))
line, = ax.plot([], [], lw=2)
# initialization function
def init():
# creating an empty plot/frame
line.set_data([], [])
return line,
# lists to store x and y axis points
xdata, ydata = [], []
# animation function
def animate(i):
# t is a parameter
t = 0.1*i
# x, y values to be plotted
x = t*np.sin(t)
y = t*np.cos(t)
# appending new points to x, y axes points list
xdata.append(x)
ydata.append(y)
# set/update the x and y axes data
line.set_data(xdata, ydata)
# return line object
return line,
# setting a title for the plot
plt.title('A growing coil!')
# hiding the axis details
plt.axis('off')
# call the animator
anim = animation.FuncAnimation(fig, animate, init_func=init,
frames=500, interval=20, blit=True)
# save the animation as mp4 video file
anim.save('animated_coil.mp4', writer = 'ffmpeg', fps = 30)
# show the plot
plt.show()2、输出
此图为动画截图。
3、代码的部分解释
现在让我们来逐段分析代码：
fig = plt.figure() ax = plt.axes(xlim=(-50, 50), ylim=(-50, 50)) line, = ax.plot([], [], lw=2)
- 1）首先创建一个图形，即所有子图的顶级容器。
- 2）然后创建一个轴元素 ax 作为子图。 在创建轴元素时还定义了 x 和 y 轴的范围/限制。
- 3）最后，创建名为 line, 的 plot 元素。 最初，x 和 y 轴点已定义为空列表，线宽 (lw) 已设置为 2。
def init(): line.set_data([], []) return line，
- 4）声明一个初始化函数
init。 动画师调用此函数来创建第一帧。
def animate(i): # t is a parameter t = 0.1*i # x, y values to be plotted x = t*np.sin(t) y = t*np.cos(t) # appending new points to x, y axes points list xdata.append(x) ydata.append(y) # set/update the x and y axes data line.set_data(xdata, ydata) # return line object return line，
- 5）这是上述程序最重要的功能。
animate()函数被动画师一次又一次地调用来创建每一帧。 调用此函数的次数由帧数决定，该帧数作为帧参数传递给动画师。 - 6）
animate()函数以第 i 个帧的索引作为参数。
t = 0.1*i
- 7）我们巧妙地使用了当前帧的索引作为参数！
x = t*np.sin(t) y = t*np.cos(t)
- 8）由于有了参数 t，可以轻松地绘制任何参数方程。 例如，使用参数方程绘制螺旋线。
line.set_data(xdata, ydata) return line，
- 9）使用
set_data()函数设置 x 和 y 数据，然后返回绘图对象 line, 。
anim = animation.FuncAnimation(fig, animate, init_func=init, frames=500, interval=20, blit=True)
- 10）创建
FuncAnimation对象anim。
它需要下面解释的各种参数：
- fig：要绘制的图形。
- animate：为每一帧重复调用的函数。
- init_func：函数用于绘制清晰的框架。它在第一帧之前被调用一次。
- frames：帧数。
- interval：帧之间的持续时间。
- blit：设置
blit=True意味着只会绘制那些已经改变的部分。
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