動(dòng)畫

Matplotlib基于其繪圖功能，還提供了一個(gè)使用動(dòng)畫模塊，生成動(dòng)畫的接口。動(dòng)畫是一系列幀，其中每個(gè)幀對(duì)應(yīng)于圖形上的一個(gè)圖。

Matplotlib使用兩個(gè)類來實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫， 它們分別是

• FuncAnimation：生成第一幀的數(shù)據(jù)，然后修改每一幀的數(shù)據(jù)以創(chuàng)建動(dòng)畫圖。這個(gè)類在速度和內(nèi)存方面更加高效，因?yàn)樗L制一次artist，然后對(duì)其進(jìn)行修改
• ArtistAnimation：生成將在動(dòng)畫中的每個(gè)幀中進(jìn)行繪制的artist列表（可迭代）。這個(gè)類很靈活，因?yàn)樗试S任何可迭代的artist按序列進(jìn)行動(dòng)畫處理。

FuncAnimation

構(gòu)造器

詞法：matplotlib.animation.FuncAnimation(fig, func, frames=None, init_func=None, fargs=None, save_count=None, *, cache_frame_data=True, **kwargs)

FuncAnimation是TimedAnimation的子類，它通過重復(fù)調(diào)用函數(shù)func來制作動(dòng)畫。

參數(shù)說明

• fig，該參數(shù)類型是Figure
  fig是一個(gè)Figure對(duì)象，用于獲取所需事件，例如繪制或調(diào)整大小。

• func，該參數(shù)類型是callable
  func參數(shù)是一個(gè)函數(shù)，每一幀都需要調(diào)用該函數(shù)。該函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)將是frames參數(shù)的下一個(gè)值。任何其他位置參數(shù)，都可以使用 functools.partial 或通過 fargs 參數(shù)提供。

  def func(frame, *fargs) -> iterable_of_artists
  

  使用 functools.partial 提供參數(shù)通常更方便。通過這種方式，也可以傳遞關(guān)鍵字參數(shù)。要傳遞具有位置參數(shù)和關(guān)鍵字參數(shù)的函數(shù)，將所有參數(shù)設(shè)置為關(guān)鍵字參數(shù)，只需保留frame參數(shù)未設(shè)置：

  blit == True，則 func 必須返回所有已修改或創(chuàng)建的artists的可迭代對(duì)象。blitting算法使用此信息來確定必須更新圖形的哪些部分。
  blit == False，則返回值不被使用，并且在這種情況下可以被省略。

• frames，該參數(shù)類型是iterable, int, generator函數(shù), 或None, 是可選的
  frames是傳遞給函數(shù)func的數(shù)據(jù)源，動(dòng)畫每一幀數(shù)據(jù)
  如果frames是iterable，則只需使用提供的值即可。如果 iterable 有長度，它將蓋寫save_count kwarg。
  如果frames是整數(shù)，則相當(dāng)于傳遞range(frames)
  如果frames是生成器函數(shù)，則必須具有下列形式：

  def gen_function() -> obj
  

  如果frames是None，則相當(dāng)于傳遞 itertools.count。
  在所有參數(shù)類型情況下，frames中的值只是簡單地傳遞給用戶提供的函數(shù)，因此可以是任何類型。

• init_func，該參數(shù)類型是callable, 是可選的
  init_func是用于繪制清晰框架的函數(shù)。如果未給出，則將使用幀序列中第一項(xiàng)的繪制結(jié)果。該函數(shù)將在第一幀之前調(diào)用一次。該函數(shù)具有下列形式

  def init_func() -> iterable_of_artists
  

  blit == True，則 init_func 必須返回要重新繪制的artists的可迭代對(duì)象。blitting算法使用此信息來確定必須更新圖形的哪些部分。
  blit == False，則返回值不被使用，并且在這種情況下可以被省略。

• fargs，該參數(shù)類型是tuple，或None, 是可選的
  參數(shù)fargs是每次調(diào)用 func 的附加參數(shù)。使用functools.partial更好。

• save_count，該參數(shù)類型是int, 是可選的
  從frames到緩存的值的數(shù)量。僅當(dāng)無法從frames推斷出幀數(shù)量時(shí)，才使用此方法，即當(dāng)它是沒有長度的迭代器或生成器時(shí)。

• interval，該參數(shù)類型是int, 默認(rèn)值為200
  幀之間以毫秒為單位的延遲。

• repeat_delay，該參數(shù)類型是int, 默認(rèn)值為0
  如果參數(shù)repeat為 True，則該參數(shù)是連續(xù)動(dòng)畫運(yùn)行之間以毫秒為單位的延遲。

• repeat，該參數(shù)類型是bool, 默認(rèn)值為True
  該參數(shù)確定，當(dāng)幀序列完成時(shí)，是否重復(fù)動(dòng)畫。

• blit，該參數(shù)類型是bool, 默認(rèn)值為False
  blit確定是否使用位塊傳輸來優(yōu)化繪圖。使用 blitting 時(shí)，任何動(dòng)畫artists都將根據(jù)其 zorder 進(jìn)行繪制；然而，無論他們的zorder如何，他們都會(huì)被繪制在任何以前的artists之上。

• cache_frame_data，該參數(shù)類型是bool, 默認(rèn)值為True
  cache_frame_data確定是否緩存幀數(shù)據(jù)。當(dāng)幀包含大型對(duì)象時(shí)，禁用緩存可能會(huì)有所幫助。

成員函數(shù)

成員函數(shù)	說明
_init_ (fig, func[, frames, init_func, …])
new_frame_seq()	返回新的幀信息序列。
new_saved_frame_seq()	返回已保存/緩存的幀信息的新序列。
pause()	暫停動(dòng)畫。
resume()	恢復(fù)動(dòng)畫。
save(filename[, writer, fps, dpi, codec, …])	通過繪制每一幀，將動(dòng)畫保存為電影文件。
to_html5_video([embed_limit])	將動(dòng)畫轉(zhuǎn)換為 HTML5 <video> 標(biāo)記。
to_jshtml([fps, embed_frames, default_mode])	生成動(dòng)畫的 HTML 表示形式。

應(yīng)用例子

這個(gè)例子是一個(gè)拋物線演示動(dòng)畫，通過不斷調(diào)用函數(shù)update，演示不同的幀。

import matplotlib.pyplot  as plt
import matplotlib.animation as animation
import numpy as npdef update(frame):global t, z, scat, line2if frame < 39:print("frame: {0}".format(frame), end=",")else:print("frame: {0}".format(frame))# for each frame, update the data stored on each artist.x = t[:frame]y = z[:frame]# update the scatter plot:data = np.stack([x, y]).Tscat.set_offsets(data)# update the line plot:line2.set_xdata(t[:frame])line2.set_ydata(z2[:frame])return (scat, line2)if __name__ == "__main__":global t, z, scat, line2fig, ax = plt.subplots()t = np.linspace(0, 3, 40)g = -9.81v0 = 12z = g * t**2 / 2 + v0 * tv02 = 5z2 = g * t**2 / 2 + v02 * tscat = ax.scatter(t[0], z[0], c="r", s=5, label=f'v0 = {v0} m/s')line2 = ax.plot(t[0], z2[0], label=f'v0 = {v02} m/s')[0]ax.set(xlim=[0, 3], ylim=[-4, 8], xlabel='Time [s]', ylabel='Z [m]')ax.legend()ani = animation.FuncAnimation(fig=fig, func=update, frames=40, interval=30, repeat=False)plt.show()

上述程序運(yùn)行產(chǎn)生的屏幕輸出

C:\>python animation_1.py
frame: 0,frame: 0,frame: 1,frame: 2,frame: 3,frame: 4,frame: 5,frame: 6,frame: 7,frame: 8,frame: 9,frame: 10,frame: 11,frame: 12,frame: 13,frame: 14,frame: 15,frame: 16,frame: 17,frame: 18,frame: 19,frame: 20,frame: 21,frame: 22,frame: 23,frame: 24,frame: 25,frame: 26,frame: 27,frame: 28,frame: 29,frame: 30,frame: 31,frame: 32,frame: 33,frame: 34,frame: 35,frame: 36,frame: 37,frame: 38,frame: 39