Python中的圖形繪製簡單動畫實操

2022-02-21 19:00:59

前言：

Matplotlib 是一個非常廣泛的庫，它也支援圖形動畫。動畫工具以 matplotlib.animation 基礎類別為中心，它提供了一個框架，圍繞該框架構建動畫功能。主要介面有TimedAnimation和FuncAnimation，兩者中FuncAnimation是最方便使用的。

1、畫螺旋曲線程式碼

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、輸出

此圖為動畫截圖。

3、程式碼的部分解釋

現在讓我們來逐段分析程式碼：

fig = plt.figure()
ax = plt.axes(xlim=(-50, 50), ylim=(-50, 50))
line, = ax.plot([], [], lw=2)

1）首先建立一個圖形，即所有子圖的頂級容器。
2）然後建立一個軸元素 ax 作為子圖。在建立軸元素時還定義了 x 和 y 軸的範圍/限制。
3）最後，建立名為 line, 的 plot 元素。最初，x 和 y 軸點已定義為空列表，線寬 (lw) 已設定為 2。

def init():
    line.set_data([], [])
    return line，

4）宣告一個初始化函數 init 。動畫師呼叫此函數來建立第一幀。

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）這是上述程式最重要的功能。animate() 函數被動畫師一次又一次地呼叫來建立每一幀。呼叫此函數的次數由幀數決定，該幀數作為幀引數傳遞給動畫師。
6）animate() 函數以第 i 個幀的索引作為引數。

t = 0.1*i

7）我們巧妙地使用了當前幀的索引作為引數！

x = t*np.sin(t)
y = t*np.cos(t)

8）由於有了引數 t，可以輕鬆地繪製任何引數方程。例如，使用引數方程繪製螺旋線。

line.set_data(xdata, ydata)
return line，

9）使用set_data() 函數設定 x 和 y 資料，然後返回繪圖物件 line, 。

anim = animation.FuncAnimation(fig, animate, init_func=init, frames=500, interval=20, blit=True)

10）建立 FuncAnimation 物件 anim 。

它需要下面解釋的各種引數：

fig：要繪製的圖形。
animate：為每一幀重複呼叫的函數。
init_func：函數用於繪製清晰的框架。它在第一幀之前被呼叫一次。
frames：幀數。
interval：幀之間的持續時間。
blit：設定 blit=True 意味著只會繪製那些已經改變的部分。

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Python中的圖形繪製簡單動畫實操

目錄

前言：

1、畫螺旋曲線程式碼

2、輸出

3、程式碼的部分解釋

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前言：

1、畫螺旋曲線程式碼

2、輸出​ ​

3​、程式碼的部分解釋

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