Matplotlib を使用してデータをリアルタイムでプロットする方法

  1. FuncAnimation() 関数
  2. canvas.draw()canvas_flush_events()
  3. リアルタイム散布図

Matplotlib を使用してリアルタイムでデータをプロットしたり、Matplotlib でアニメーションを作成したりするために、ループで反復してプロットする変数を常に更新し、更新した値をプロットします。更新されたプロットをアニメーションでリアルタイムに表示するには、FuncAnimation() 関数、canvas.draw()canvas_flush_events() などのさまざまなメソッドを使用します。

FuncAnimation() 関数

変数 xy を更新し、matplotlib.animation.FuncAnimation を使用してアニメーションを通じて更新を表示することで、プロットをリアルタイムで更新できます。。

構文:

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

コード:

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

x = []
y = []

figure, ax = plt.subplots(figsize=(4,3))
line, = ax.plot(x, y)
plt.axis([0, 4*np.pi, -1, 1])

def func_animate(i):
    x = np.linspace(0, 4*np.pi, 1000)
    y = np.sin(2 * (x - 0.1 * i))
    
    line.set_data(x, y)
    
    return line,

ani = FuncAnimation(figure,
                    func_animate,
                    frames=10,
                    interval=50)

ani.save(r'animation.gif', fps=10)

plt.show()

FuncAnimation function.png を使用してリアルタイムでプロット

ani = FuncAnimation(figure,
                    func_animate,
                    frames=10,
                    interval=50)

figure は、プロットが更新される Figure オブジェクトです。

func_animate は各フレームで呼び出される関数です。その最初の引数は、次の値 frames から取得されます。

frames = 10range(10) と同じです。各フレームで 0 から 9 の値が func_animate に渡されます。リスト [0、1、3、7、12] のように、interalbe を frames に割り当てることもできます。

interval はフレーム間の遅延で、ms の単位です。

ani.save('animation.gif', fps=10)

fpsdpi などのパラメーターを使用して、アニメーションを gif または mp4 に保存できます。

canvas.draw()canvas_flush_events()

変数 xyset_xdata()set_ydata() で更新し、次に canvas.draw() を使用してアニメーションを通じて更新を表示することで、プロットをリアルタイムで更新できます。JavaScript に基づくメソッド。

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

x = np.linspace(0, 10, 100)
y = np.cos(x)

plt.ion()

figure, ax = plt.subplots(figsize=(8,6))
line1, = ax.plot(x, y)

plt.title("Dynamic Plot of sinx",fontsize=25)

plt.xlabel("X",fontsize=18)
plt.ylabel("sinX",fontsize=18)

for p in range(100):
    updated_y = np.cos(x-0.05*p)
    
    line1.set_xdata(x)
    line1.set_ydata(updated_y)
    
    figure.canvas.draw()
    
    figure.canvas.flush_events()
    time.sleep(0.1)

canvas_draw を使用した Matplotlib でのリアルタイムプロット

ここで、xy の値は繰り返し更新され、プロットもリアルタイムで更新されます。

plt.ion() はインタラクティブモードをオンにします。呼び出されない場合、プロットは更新されません。

canvas.flush_events() は Javascript に基づくメソッドであり、連続する数値が重複しないように、すべての反復で数値をクリアします。

リアルタイム散布図

ただし、リアルタイムの散布を行うには、xy の値を更新し、各反復で散布点を追加します。この場合、散布図は一般に平面内の明確なポイントを表し、ポイントが重複する可能性はほとんどないため、すべての図をクリアする必要はありません。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
x=0
for i in range(100):
    x=x+0.04
    y = np.sin(x)
    plt.scatter(x, y)
    plt.title("Real Time plot")
    plt.xlabel("x")
    plt.ylabel("sinx")
    plt.pause(0.05)

plt.show()

散布図をリアルタイムでプロット

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