Matplotlib-Animation

1. Die Matplotlib-Animation
2. Installieren Sie Matplotlib in Python
3. Erstellen Sie Animationen in Matplotlib
4. Abschluss

In Matplotlib können Sie Visualisierungen erstellen, die auf Benutzereingaben wie Mausklicks oder Tastendrücke reagieren. Interaktive Visualisierungen können mit den gleichen Techniken wie Animationen erstellt werden.

Die Matplotlib-Animation

Matplotlib ist eine Bibliothek, die zum 2D-Plotten verwendet wird, aber auch Funktionen zum Erstellen von Animationen enthält, und das Modul matplotlib.animation erleichtert das Erstellen von Animationen.

Die Animationsfunktion benötigt eine Figur und eine Animationsfunktion. Die Animationsfunktion ruft für jeden Frame der Animation auf.

Die Figur ist ein Behälter für die Äxte, Künstler und die Leinwand. Auf den Achsen wird die Handlung gezeichnet, und die Künstler sind die Objekte, die auf der Leinwand gezeichnet werden.

Die Animationsfunktion kann mit einem Intervallargument aufrufen, das die Anzahl der Millisekunden zwischen Frames angibt, und der Standardwert ist 1000. Das Modul matplotlib.animation enthält auch eine Funktion zum Erstellen eines Films.

Die Filmfunktion übernimmt eine Figur und eine Animationsfunktion.

Installieren Sie Matplotlib in Python

Es gibt mehrere Möglichkeiten, Matplotlib zu installieren. Am einfachsten ist es, den Befehl pip zu verwenden.

pip install matplotlib

Um Matplotlib zu installieren, benötigen Sie eine funktionierende Installation der numpy-Bibliothek. Wieder verwenden wir den berühmten pip-Befehl.

pip install numpy

Sobald Sie numPy installiert haben, können Sie Matplotlib aus seinem Quellcode installieren. Führen Sie abschließend den folgenden Befehl aus.

python setup.py install

Sie müssen über Administratorrechte verfügen, wenn Sie Matplotlib für alle Benutzer auf Ihrem System installieren möchten. Unter Linux können Sie dies tun, indem Sie den Befehl ausführen.

sudo python setup.py install

Unter Windows müssen Sie den Befehl ausführen.

python setup.py install

Wenn Sie matplotlib für einen einzelnen Benutzer installieren möchten, können Sie das Flag --user verwenden.

python setup.py install --user

Erstellen Sie Animationen in Matplotlib

Das Erstellen einer Animation in Matplotlib ist relativ einfach und beinhaltet die Verwendung der Klasse FuncAnimation. Um eine Animation zu erstellen, müssen Sie zuerst eine Figur und eine Achseninstanz erstellen.

Die Figur wird mit der Funktion pyplot.figure() erstellt, und die Achsen werden mit der Funktion pyplot.axes() erstellt.

Nachdem Sie die Figur und die Achsen erstellt haben, können Sie die Klasse FuncAnimation verwenden, um die Figur zu animieren.

Die Klasse FuncAnimation benötigt eine Animationsfunktion, die definiert werden muss, bevor die Animation erstellt wird. Die Animationsfunktion muss einen einzigen Parameter aufnehmen: die Bildnummer.

Die Bildnummer bestimmt das Aussehen der Figur bei jedem Animationsschritt. Die Animationsfunktion kann einen beliebigen Plotcode enthalten, der ausgeführt wird, sobald die Bildnummer aktualisiert wird.

Um die Animation zu erstellen, müssen Sie die Funktion anim = FuncAnimation(fig, func, frames=frames) aufrufen, wobei fig die Figur und func die Animationsfunktion ist.

Das Argument frames ist optional und wird verwendet, um die Anzahl der Frames in der Animation anzugeben. Wenn nicht angegeben, läuft die Animation, bis die Figur geschlossen wird.

Codebeispiel:

# import the required libraries and modules

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

fig = plt.figure()
ax = plt.axes(xlim=(0, 4), ylim=(-2, 2))
(ln,) = ax.plot([], [], "bo")
xdata, ydata = [], []


def init():
    ax.set_xlim(0, 2 * np.pi)
    ax.set_ylim(-1, 1)
    return (ln,)


def update(frame):
    xdata.append(frame)
    ydata.append(np.sin(frame))
    ln.set_data(xdata, ydata)
    return (ln,)


anim = FuncAnimation(
    fig, update, frames=np.linspace(0, 2 * np.pi, 128), init_func=init, blit=True
)
anim.save("animation.gif", writer="imagemagick", fps=60)

Ausgang:

Abschluss

Zum Abschluss des Artikels zur Matplotlib-Animation haben wir besprochen, wie man Animationen mit der matplotlib-Bibliothek in Python erstellt. So können Sie auf sehr einfache Weise Animationen erstellen.

Der obige Artikel zeigt, dass Sie zuerst die Klasse FuncAnimation erstellen. Dann erstellen Sie eine Figur und eine Achseninstanz. Aus diesen Schritten können Sie also ein Animationsdiagramm erstellen.