如何在 MATLAB 中创建动画图

在循环中使用 drawnow，可以随着数据的变化刷新 MATLAB 图形。当您需要可见的延迟时，添加 pause()；它接受以秒为单位的参数，但不能替代图形更新。这些示例使用与 MATLAB 通用的 Octave 兼容语法，供您参考改编；其中不包含这些示例的执行结果。

使用 drawnow 为 MATLAB 图形添加动画

此示例从左到右逐渐显示一条正弦曲线。循环在每次迭代中扩展所绘制的数据，axis 保持视图固定，drawnow 指示 MATLAB 渲染更新。蓝色的线条和标签使不断变化的数据一目了然。代码显示的图形标题和坐标轴标签保持英文，因为代码及其输出未经更改地保留了下来。

运行此示例：

x = 0:0.1:10;
y = sin(x);
warning('off', 'Octave:gnuplot-graphics');
figure;
plot(x(1), y(1), 'b-');
axis([0 10 -1 1]);
title('Animating a Sine Wave');
xlabel('X');
ylabel('sin(X)');
for k = 2:length(x)
    plot(x(1:k), y(1:k), 'b-');
    axis([0 10 -1 1]);
    title('Animating a Sine Wave');
    xlabel('X');
    ylabel('sin(X)');
    drawnow;
    pause(0.02);
end
fprintf(1, 'Animation complete.\n');

第一个点在循环之前创建图形。之后的每次迭代都会绘制到当前点为止的曲线。请同时修改 x 的范围和 axis 中对应的水平限制；当数据超出当前范围时，修改垂直限制。MATLAB 的 plot 选项可让您调整线条颜色、标记和线宽。

使用 pause 控制动画时序

drawnow 更新所显示的图形；pause(seconds) 则延迟循环。例如，pause(0.05) 要求每次迭代等待 0.05 秒。较短的延迟会使动画看起来更快，较长的延迟会使其看起来更慢，但实际节奏还取决于计算和渲染，因此该值并不能保证帧率。若要在没有刻意延迟的情况下显示每次更新，请省略 pause() 并保留 drawnow。

在一个图形中为多个数据系列添加动画

每条线只创建一次，然后在循环中更新其数据。这样两个系列都保留在同一个坐标轴中，并且无需在每次迭代时重新创建图例。图例标签可以区分正弦曲线和余弦曲线。

x = 0:0.1:10;
warning('off', 'Octave:gnuplot-graphics');
figure;
hold on;
sine_line = plot(x(1), sin(x(1)), 'b-', 'LineWidth', 2);
cosine_line = plot(x(1), cos(x(1)), 'r-', 'LineWidth', 2);
axis([0 10 -1 1]);
title('Sine and Cosine');
xlabel('X');
ylabel('Value');
legend('Sine', 'Cosine');
for k = 2:length(x)
    set(sine_line, 'XData', x(1:k), 'YData', sin(x(1:k)));
    set(cosine_line, 'XData', x(1:k), 'YData', cos(x(1:k)));
    drawnow;
    pause(0.02);
end
hold off;
fprintf(1, 'Animation complete with two series.\n');

对于您自己的数据，请将两个表达式替换为相互匹配的数值数组，并将两条线都更新到相同的当前索引。保持不同的颜色或线条样式，并保留图例，以便识别各个系列。

保存或扩展动画

在 MATLAB 中，VideoWriter 可以将动画的帧保存为视频。为输出文件打开一个写入器，使用 getframe 捕获每个渲染的帧，将其传递给 writeVideo，并在循环结束时关闭写入器。请根据您的 MATLAB 安装情况调整所捕获的图形和输出设置；视频写入取决于 MATLAB 和所选的视频配置文件，上述示例并未演示此工作流程。

若要为另一个二维图形添加动画，请在同一个循环中更新其数据并调用 drawnow。当您希望视图稳定时，保持坐标轴限制固定；当希望由不断变化的数据决定视图时，重新计算坐标轴限制。对于三维线条，请使用 plot3 并同时更新 x、y 和 z 数据。

FAQ

如何控制动画速度？

调整或删除传递给 pause() 的延迟。它以秒为单位，感知到的节奏还取决于计算和渲染时间。

可以将动画图保存为视频吗？

可以。MATLAB 的 VideoWriter 工作流程可捕获帧并将其写入视频文件；有关步骤和改编注意事项，请参阅保存或扩展动画。

可以制作三维动画图吗？

可以。使用 plot3 并在循环中更新所有三个坐标数组，然后调用 drawnow 刷新图形。

可以为其他类型的图形添加动画吗？

可以。更新散点图、条形图或其他受支持图形的数据或图形对象，并在更新后调用 drawnow。要更改的对象属性取决于图形类型。

drawnow 和 pause() 有什么区别？

drawnow 刷新图形，使更改显示在图形中。pause() 等待以秒为单位的一段时间。当您需要带刻意延迟的可见更新时，请同时使用两者。