Python matplotlib 绘制动态图
复习回顾
在matplotlib模块中我们前面学习绘制如折线、柱状、散点、直方图等静态图形。我们都知道在matplotlib模块主要有三层脚本层为用户提供快捷的绘制图形方法，美工层接收到脚本层的命令后将绘制指令发送给后端，后端提供执行绘制操作、事件响应、图形渲染工作。具体的详情可见往期文章如下
matplotlib 底层结构：matplotlib模块底层结构
matplotlib 绘制折线图：介绍折线图相关属性进行汇总说明
matplotlib 绘制柱状图：介绍柱状图相关属性进行汇总说明
matplotlib 绘制图形：常见的矩形、圆形等图形绘制方法
matplotlib 绘制3D图形：介绍mplot3d绘制3D图形步骤
在matplotlib模块中，除了以上静态图形的绘制，还提供Animation类支持绘制动态图制作
本期，我们对matplotlib.animation绘制动态图方法学习，Let's go~
1. Animation 概述
Animation 是matplotlib模块制作实时动画的动画类，包含三个子类
Animation 是动画类的基类
TimedAnimation 是 Animation的子类，可通过绘制时间绘制每一帧动画
FuncAnimation 是基于Timed子类，可以通过重复调用fun()方法来绘制动画
ArtistAnimation 使用一组Artist对象来绘制动画
绘制动画特点
绘制对象引用：动画对象要在制作动画时要保持长期有效，否则会被系统资源回收，动画暂停
动画计时器：是对动画对象推进的唯一引用对象
动画保存：需要使用animation.save、animation.To_html5_video或animation.To_jshtml进行动画保存
matpoltlib.animation 还提供关于电影格式的类
动画制作方法
matplotlib.animation.Animation()是动画类的基类，是不能被使用的。常用的两个类主要animation两个子类
matplotlib.animation.FuncAnimation
matplotlib.animation.FuncAnimation(fig, func, frames=None, init_func=None, fargs=None, save_count=None, * , cache_frame_data=True, **kwargs) 复制代码
matplotlib.animation.ArtistAnimation
matplotlib.animation.ArtistAnimation(fig, artists, *args, **kwargs) 复制代码
2. 绘制动态图步骤
matplotlib 绘制动态图最重要的是要准备好每一帧显示的数据，通常我们使用FuncAnimation可以传入产生连续数字的func方法，因此绘制动态图主要步骤为：
导入绘制图形的matplotlib.pyplot和制作动态图的matplotlib.animation
import matplotlib.pyplot as plt import matplotlib.animation as animation 复制代码
使用Pyplot.subplots创建一个fig画布对象和一组子图
fig,ax = plt.subplots() 复制代码
调用numpy.random或者numpy.arange()等方法准备x,y轴数据
x = np.arange(0, 2*np.pi, 0.01) 复制代码
Axes对象调用plot()、scatter()、hist()等绘制方法，并赋值给list对象
line, = ax.plot(x, np.cos(x),color="pink") 复制代码
需要定义一个专门update data方法生成每一帧显示的数据例如func()
def update(i): line.set_ydata(np.cos(x + i / 50)) return line, 复制代码
调用animation.FuncAnimation把fig和update()方法
ani = animation.FuncAnimation( fig, update, interval=20, blit=True, save_count=50) 复制代码
调用plt.show()显示出动态图
plt.show() 复制代码
我们可以调用animation.save("movie.gif",writer="pillow")保存动画为gif格式
ps:我们需要提前pip install pillow 安装pillow库，否则会提示无法使用
ani.save("movie.gif",writer='pillow') 复制代码3. 小试牛刀
我们使用animation类绘制直方动态图，在绘制的过程中需要注意几点
使用numpy.linspace生成100个在-5，5的等差数列
使用numpy.random.randn()生成随机数据
Axes对象调用hist()返回n,bins,BarContainer
定义一个递归update()函数，使用Python闭包跟踪barcontainer来更新每次直方图矩形高度
调用animation.FuncAnimation()方法绘制动态图
def drawanimationhist(): fig, ax = plt.subplots() BINS = np.linspace(-5, 5, 100) data = np.random.randn(1000) n, _ = np.histogram(data, BINS) _, _, bar_container = ax.hist(data, BINS, lw=2, ec="b", fc="pink") def update(bar_container): def animate(frame_number): data = np.random.randn(1000) n, _ = np.histogram(data, BINS) for count, rect in zip(n, bar_container.patches): rect.set_height(count) return bar_container.patches return animate ax.set_ylim(top=55) ani = animation.FuncAnimation(fig, update(bar_container), 50, repeat=False, blit=True) plt.show() 复制代码
总结
本期，我们对matplotlib模块制作动态图类animation相关方法学习。在绘制动态图过程中，需要定义func方法来更新每一帧所需要的数据。
作者：盆友圈的小可爱
链接：https://juejin.cn/post/7033006371931226119