[PYTHON] Einfache Animation mit matplotlib (mp4, gif)

matplotlib.animation: Eine praktische Bibliothek zur Generierung von Animationen, die auf matplotlib basiert.

Installation

@mac

$ pip install matplotlib
$ brew install imagemagick #Zum Speichern von GIF
$ brew install ffmpeg #Zum Speichern von mp4

matplotlib.rc fix

$ python -c "import matplotlib;print(matplotlib.matplotlib_fname())"
/Users/riki/.pyenv/versions/ML-2.7.13/lib/python2.7/site-packages/matplotlib/mpl-data/matplotlibrc
$ atom /Users/riki/.pyenv/versions/ML-2.7.13/lib/python2.7/site-packages/matplotlib/mpl-data/matplotlibrc

# line 38
- backend : macosx
+ backend : Tkagg

Es gibt zwei Arten von Funktionen, die Animationen erzeugen

• ArtistAnimation: Bereiten Sie alle Frames in einer Liste im Voraus vor
• FuncAnimation: Generiert dynamisch jeden Frame

Persönlich ist Artist Animation leichter zu verstehen, daher empfehle ich dies. FuncAnimation ist flexibler, aber ich habe keine Unannehmlichkeiten mit Artist Animation.

ArtistAnimation

animation.ArtistAnimation(fig, artists, interval=200)

• Abb: Gliederung. Figurenobjekt von matplotlib
• Künstler: Liste der Künstlerobjekte (Linie usw.), die in jedem Rahmen gezeichnet wurden
• Intervall: Wiedergabeintervall jedes Frames [ms]

Beachten Sie, dass es leicht zu Fehlern kommt, wenn das Argument des Künstlers eine Liste von Listen sein muss. (Details werden später beschrieben)

Beispiel 1: Sinuswellenanimation

anim_sin_wave.py

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.animation as animation

fig = plt.figure()
x = np.arange(0, 10, 0.1)

ims = []
for a in range(50):
    y = np.sin(x - a)
    line, = plt.plot(x, y, "r")
    ims.append([line])

ani = animation.ArtistAnimation(fig, ims)
ani.save('anim.gif', writer="imagemagick")
ani.save('anim.mp4', writer="ffmpeg")
plt.show()

Die Funktion pyplot.plot kann mehrere Diagramme gleichzeitig zeichnen, sodass der Rückgabetyp eine Liste ist.

lines = plt.plot(x1, y1, 'r', x2, y2, 'g', x3, y3, 'b')
print type(lines) # list
print len(lines) # 3
print type(lines[0]) # matplotlib.lines.Line2D

Aus Gründen der Übersichtlichkeit wagt der Hauptcode das Entpacken, um das Line2D-Objekt abzurufen, es dann in Liste zu ändern und es dann zur Liste hinzuzufügen.

line, = plt.plot(x, y, "r")
ims.append([line])

Sie können die Animation wie folgt speichern (jeder, der GIF oder MP4 mag)

ani.save('anim.gif', writer="imagemagick")
ani.save('anim.mp4', writer="ffmpeg")

Beispiel 2: Animation eines zweidimensionalen Bildes

dynamic_image.py

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.animation as animation

fig = plt.figure()

def f(x, y):
    return np.sin(x) + np.cos(y)

x = np.linspace(0, 2 * np.pi, 120)
y = np.linspace(0, 2 * np.pi, 100).reshape(-1, 1)
ims = []

for i in range(60):
    x += np.pi / 15.
    y += np.pi / 20.
    im = plt.imshow(f(x, y), animated=True)
    ims.append([im])

ani = animation.ArtistAnimation(fig, ims, interval=50, blit=True,
                                repeat_delay=1000)

ani.save('anim.gif', writer="imagemagick")
ani.save('anim.mp4', writer="ffmpeg")
plt.show()

Da der Rückgabetyp der Funktion pyplot.imshow ein AxesImage-Objekt ist, erstellen Sie eine Liste und fügen Sie sie der Liste hinzu.

im = plt.imshow([[]])
print type(im) # matplotlib.image.AxesImage
ims.append([im])