python matplotlib 从函数更新散点图

Posted 2023-02-16

【中文标题】python matplotlib 从函数更新散点图

【英文标题】：python matplotlib update scatter plot from a function

【发布时间】：2017-08-01 01:15:32

【问题描述】：

我正在尝试自动更新散点图。 我的 X 和 Y 值的来源是外部的，数据会以不可预测的时间间隔（轮次）自动推送到我的代码中。

我只是在整个过程结束时才设法绘制所有数据，而我正在尝试不断地将数据添加和绘制到我的画布中。

我得到的（在整个运行结束时）是这样的：

然而，我所追求的是：

我的代码的简化版本：

import matplotlib.pyplot as plt

def read_data():
    #This function gets the values of xAxis and yAxis
    xAxis = [some values]  #these valuers change in each run
    yAxis = [other values] #these valuers change in each run

    plt.scatter(xAxis,yAxis, label  = 'myPlot', color = 'k', s=50)     
    plt.xlabel('x')
    plt.ylabel('y')
    plt.show()

【参考方案1】：

有几种方法可以为 matplotlib 绘图设置动画。在下面，让我们看两个使用散点图的最小示例。

(a) 使用交互模式plt.ion()

为了让动画发生，我们需要一个事件循环。获取事件循环的一种方法是使用plt.ion()（“interactive on”）。然后需要先绘制图形，然后可以循环更新绘图。在循环内部，我们需要绘制画布并为窗口引入一点暂停以处理其他事件（如鼠标交互等）。如果没有这个暂停，窗口就会冻结。最后我们调用plt.waitforbuttonpress() 让窗口即使在动画完成后也保持打开状态。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

plt.ion()
fig, ax = plt.subplots()
x, y = [],[]
sc = ax.scatter(x,y)
plt.xlim(0,10)
plt.ylim(0,10)

plt.draw()
for i in range(1000):
    x.append(np.random.rand(1)*10)
    y.append(np.random.rand(1)*10)
    sc.set_offsets(np.c_[x,y])
    fig.canvas.draw_idle()
    plt.pause(0.1)

plt.waitforbuttonpress()

(b) 使用FuncAnimation

以上大部分内容都可以使用matplotlib.animation.FuncAnimation 自动完成。 FuncAnimation 将负责循环和重绘，并在给定时间间隔后不断调用函数（在本例中为 animate()）。动画只会在调用plt.show() 时开始，从而自动在绘图窗口的事件循环中运行。

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

fig, ax = plt.subplots()
x, y = [],[]
sc = ax.scatter(x,y)
plt.xlim(0,10)
plt.ylim(0,10)

def animate(i):
    x.append(np.random.rand(1)*10)
    y.append(np.random.rand(1)*10)
    sc.set_offsets(np.c_[x,y])

ani = matplotlib.animation.FuncAnimation(fig, animate, 
                frames=2, interval=100, repeat=True) 
plt.show()

【讨论】：

我不知道我怎么能走这么久，却从来不知道ion。 +1

感谢您的详细回答。到目前为止，最清楚地处理这个问题！

奇怪的是，分配给ani 是 (b) 工作所必需的。你能解释一下这个魔法吗？

@Alan 粗略的解释很简单：如果你有一个类SomeClass 并通过SomeClass(argument1, argument2, etc) 实例化它，它将在其__init__ 方法返回的那一刻消失。如果您稍后需要该实例（并且您将在稍后某个时间点运行动画的情况下），您需要将其存储在一个变量中，以便将其保存在内存中，myinstance = SomeClass(...)

【参考方案2】：

据我了解，您希望以交互方式更新您的情节。如果是这样，您可以使用绘图而不是散点图并像这样更新绘图的数据。

import numpy
import matplotlib.pyplot as plt 
fig = plt.figure()
axe = fig.add_subplot(111)
X,Y = [],[]
sp, = axe.plot([],[],label='toto',ms=10,color='k',marker='o',ls='')
fig.show()
for iter in range(5):
    X.append(numpy.random.rand())
    Y.append(numpy.random.rand())
    sp.set_data(X,Y)
    axe.set_xlim(min(X),max(X))
    axe.set_ylim(min(Y),max(Y))
    raw_input('...')
    fig.canvas.draw()

如果这是您正在寻找的行为，您只需要创建一个附加 sp 数据的函数，并在该函数中获取您想要绘制的新点（使用 I/O 管理或任何通信过程你正在使用）。 希望对你有帮助。

【讨论】：

谢谢，但它似乎不能完全工作。而不是在每一轮数据收集中绘制数据 - 只要代码运行，我就会得到一个空白画布，一旦它完成运行 - 我会同时获取所有数据（即我的问题中的顶部图像）。

@aTben0 我想知道这个解决方案可以在什么环境下工作，因为它显然缺少一个事件循环。

@ImportanceOfBeingErnest 由于发布的问题被标记为 matplotlib 和散点图，我正在考虑一个 I/O 管理，它会等待文件更新，然后尽快追加 X 和 Y文件被修改。如果是这样，我不明白为什么需要交互模式，或者我错过了什么？无论如何，感谢您的完整回答和评论。

你错过了事件循环，交互模式是获取它的一种方式。