python python長條圖 在matplotlib動畫模塊中管理動態繪圖




python長條圖 (2)

我想有一個迭代繪圖的圖,允許跳到下一幀,停止它,並返回到前一幀。

我已經看了matplotlib動畫模塊,如果有一種方法來實現以前的幀功能,這將是完美的(如按動鍵時向後運動動畫幾幀)

這將是很好的這樣的事情:

def update_frame(i, data):
    fig.set_data(data[i])

但以某種方式我可以明確地管理i迭代器是增加還是減少。

有沒有辦法在matplotlib中做到這一點? 我應該尋找一個不同的Python模塊?


FuncAnimation類允許為參數提供一個生成器函數 。 這個函數將會產生一個值,這個值被提供給每個步驟的更新函數。

FuncAnimation文檔指出:

frames :可迭代,整型,生成器函數或無,可選[..]
如果一個生成器函數,那麼必須有簽名
def gen_function() -> obj:
在所有這些情況下,幀中的值只是傳遞給用戶提供的func,因此可以是任何類型的。

現在我們可以創建一個生成器函數,它可以向前或向後產生整數,以便動畫向前運行 或倒退 。 為了引導動畫,我們可以使用matplotlib.widgets.Button並創建一個前進的步驟 或落後 功能。 這與我通過一組圖像循環的問題的答案類似。

以下是一個名為Player類,它的子類FuncAnimation包含所有這些,允許啟動和停止動畫。 它可以類似於FuncAnimation實例化,

ani = Player(fig, update, mini=0, maxi=10)

update將是一個更新函數,期望一個整數作為輸入, minimaxi表示函數可以使用的最小和最大數目。 這個類存儲當前索引( self.i )的值,這樣如果動畫停止或恢復,它將在當前幀重新開始。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.animation import FuncAnimation
import mpl_toolkits.axes_grid1
import matplotlib.widgets

class Player(FuncAnimation):
    def __init__(self, fig, func, frames=None, init_func=None, fargs=None,
                 save_count=None, mini=0, maxi=100, pos=(0.125, 0.92), **kwargs):
        self.i = 0
        self.min=mini
        self.max=maxi
        self.runs = True
        self.forwards = True
        self.fig = fig
        self.func = func
        self.setup(pos)
        FuncAnimation.__init__(self,self.fig, self.func, frames=self.play(), 
                                           init_func=init_func, fargs=fargs,
                                           save_count=save_count, **kwargs )    

    def play(self):
        while self.runs:
            self.i = self.i+self.forwards-(not self.forwards)
            if self.i > self.min and self.i < self.max:
                yield self.i
            else:
                self.stop()
                yield self.i

    def start(self):
        self.runs=True
        self.event_source.start()

    def stop(self, event=None):
        self.runs = False
        self.event_source.stop()

    def forward(self, event=None):
        self.forwards = True
        self.start()
    def backward(self, event=None):
        self.forwards = False
        self.start()
    def oneforward(self, event=None):
        self.forwards = True
        self.onestep()
    def onebackward(self, event=None):
        self.forwards = False
        self.onestep()

    def onestep(self):
        if self.i > self.min and self.i < self.max:
            self.i = self.i+self.forwards-(not self.forwards)
        elif self.i == self.min and self.forwards:
            self.i+=1
        elif self.i == self.max and not self.forwards:
            self.i-=1
        self.func(self.i)
        self.fig.canvas.draw_idle()

    def setup(self, pos):
        playerax = self.fig.add_axes([pos[0],pos[1], 0.22, 0.04])
        divider = mpl_toolkits.axes_grid1.make_axes_locatable(playerax)
        bax = divider.append_axes("right", size="80%", pad=0.05)
        sax = divider.append_axes("right", size="80%", pad=0.05)
        fax = divider.append_axes("right", size="80%", pad=0.05)
        ofax = divider.append_axes("right", size="100%", pad=0.05)
        self.button_oneback = matplotlib.widgets.Button(playerax, label=ur'$\u29CF$')
        self.button_back = matplotlib.widgets.Button(bax, label=ur'$\u25C0$')
        self.button_stop = matplotlib.widgets.Button(sax, label=ur'$\u25A0$')
        self.button_forward = matplotlib.widgets.Button(fax, label=ur'$\u25B6$')
        self.button_oneforward = matplotlib.widgets.Button(ofax, label=ur'$\u29D0$')
        self.button_oneback.on_clicked(self.onebackward)
        self.button_back.on_clicked(self.backward)
        self.button_stop.on_clicked(self.stop)
        self.button_forward.on_clicked(self.forward)
        self.button_oneforward.on_clicked(self.oneforward)

### using this class is as easy as using FuncAnimation:            

fig, ax = plt.subplots()
x = np.linspace(0,6*np.pi, num=100)
y = np.sin(x)

ax.plot(x,y)
point, = ax.plot([],[], marker="o", color="crimson", ms=15)

def update(i):
    point.set_data(x[i],y[i])

ani = Player(fig, update, maxi=len(y)-1)

plt.show()


對於動畫模塊的正確工作答案,請參閱ImportanceOfBeingErnest的答案

我有你的預期功能的多個問題。 動畫的進展如何與逆轉一起工作? 會不會有一個視頻,但按下一個按鈕開始回放? 還是應該有個別的框架步驟? 我不確定我是否理解動畫是如何與這種反轉特徵相結合的; 我圖片matplotlib動畫本質上是電影。

我的另一個問題是技術問題:我不確定這可以用matplotlib動畫來完成。 該文檔解釋了一個FuncAnimation表面上執行

for d in frames:
   artists = func(d, *fargs)
   fig.canvas.draw_idle()
   plt.pause(interval)

frames本質上是可迭代的 。 在動畫中動態調整frames似乎並不簡單,所以這是一個技術障礙。

實際上,您所描述的功能在基於小部件的方法中效果更好。 按鈕可以傳播“動畫”,或者你可以有一個檢查按鈕 ,修改下一步是前進還是後退。 下面是我的意思的一個簡單的證明:

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.widgets import Button
import numpy as np # just for dummy data generation

# generate dummy data
ndat = 20
x = np.linspace(0,1,ndat)
phi = np.linspace(0,2*np.pi,100,endpoint=False)
dat = np.transpose([x[:,None]*np.cos(phi),x[:,None]*np.sin(phi)],(1,2,0))

# create figure and axes
fig = plt.figure()
ax_pl = plt.subplot2grid((5,5),(0,0),colspan=5,rowspan=3)  # axes_plot
ax_bl = plt.subplot2grid((5,5),(4,0),colspan=2,rowspan=1)  # axes_button_left
ax_br = plt.subplot2grid((5,5),(4,3),colspan=2,rowspan=1)  # axes_button_right

# create forward/backward buttons
butt_l = Button(ax_bl, '\N{leftwards arrow}') # or u'' on python 2
butt_r = Button(ax_br, '\N{rightwards arrow}') # or u'' on python 2

# create initial plot
# store index of data and handle to plot as axes property because why not
ax_pl.idat = 0
hplot = ax_pl.scatter(*dat[ax_pl.idat].T)
ax_pl.hpl = hplot
ax_pl.axis('scaled')
ax_pl.axis([dat[...,0].min(),dat[...,0].max(),
            dat[...,1].min(),dat[...,1].max()])
ax_pl.set_autoscale_on(False)
ax_pl.set_title('{}/{}'.format(ax_pl.idat,dat.shape[0]-1))

# define and hook callback for buttons
def replot_data(ax_pl,dat):
    '''replot data after button push, assumes constant data shape'''
    ax_pl.hpl.set_offsets(dat[ax_pl.idat])
    ax_pl.set_title('{}/{}'.format(ax_pl.idat,dat.shape[0]-1))
    ax_pl.get_figure().canvas.draw()

def left_onclicked(event,ax=ax_pl,dat=dat):
    '''try to decrement data index, replot if success'''
    if ax.idat > 0:
        ax.idat -= 1
        replot_data(ax,dat)

def right_onclicked(event,ax=ax_pl,dat=dat):
    '''try to increment data index, replot if success'''
    if ax.idat < dat.shape[0]-1:
        ax.idat += 1
        replot_data(ax,dat)

butt_l.on_clicked(left_onclicked)
butt_r.on_clicked(right_onclicked)

plt.show()

請注意,我對matplotlib小部件或圖形用戶界面一般不太熟悉,所以不要指望上述內容符合主題中的最佳實踐。 我還添加了一些額外的參數在這里和那里傳遞,因為我厭惡使用全局名稱,但在這種情況下,這可能有點迷信; 我真的不知道。 另外,如果你在一個類或函數中定義了這些對象,確保保持對這些小部件的引用,否則它們可能在意外收集垃圾時變得沒有反應。

生成的圖形有一個用於繪製散點圖的軸,並且有兩個按鈕用於增加切片索引。 數據被整形(ndat,100,2) ,後面的索引在二維空間中定義了100個點。 具體狀態:

(它不一定是這個醜陋的,我只是不想擺弄這個設計。)

我甚至可以想像一個設置,一個計時器自動更新的情節,更新的方向可以設置一個小部件。 我不知道如何做到這一點,但我會試圖追求這種可視化的道路,你似乎是後。

還要注意的是,上面的方法完全FuncAnimation會做的FuncAnimation和其他優化,但是這樣做可能不會干擾您的可視化。





matplotlib