用不同颜色为线条制作动画

Posted 2023-05-07

【中文标题】用不同颜色为线条制作动画

【英文标题】：Animate a line with different colors

【发布时间】：2014-01-12 16:56:14

【问题描述】：

我正在尝试为演示文稿制作动画数据。我正在尝试使用 python 的动画包来做到这一点。我正在尝试做的事情大致归结为http://jakevdp.github.io/blog/2012/08/18/matplotlib-animation-tutorial/中的第一个示例

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

# First set up the figure, the axis, and the plot element we want to animate
fig = plt.figure()
ax = plt.axes(xlim=(0, 2), ylim=(-2, 2))
line, = ax.plot([], [], lw=2)

# initialization function: plot the background of each frame
def init():
    line.set_data([], [])
    return line,

# animation function.  This is called sequentially
def animate(i):
    x = np.linspace(0, 2, 1000)
    y = np.sin(2 * np.pi * (x - 0.01 * i))
    line.set_data(x, y)
    return line,

# call the animator.  blit=True means only re-draw the parts that have changed.
anim = animation.FuncAnimation(fig, animate, init_func=init,
                           frames=200, interval=20, blit=True)

我是 python 新手，所以我很难理解正在发生的事情。对我来说，似乎 init() 和 animate(i) 都没有修改它们返回的内容。此外，他们正在修改的对象 line（而不是 line）之前没有声明过。

无论哪种方式，我想要做的是获得数据，在这种情况下是正弦波，分段着色。蓝色介于 0 和 1 之间，红色介于 1 和 1.5 之间，蓝色又介于 1.5 和 2 之间。我尝试了很多东西，但无法让它发挥作用。我尝试让这些函数返回整个图形，而不仅仅是线，希望它们会刷新预览图形并绘制我绘制的复合线，但无济于事。

在这个框架中，我如何为由几段（不同颜色的）线组成的线制作动画？

【参考方案1】：

要绘制一条属性沿其发生变化的线，请使用 LineCollection。例如here 和here。要使用 LineCollection 制作动画，请参阅 this 示例。

要回答上面代码中的工作原理，在animate() 中，您将使用line.set_data(x, y) 重置x,y 行属性。然后该函数将 matplotlib 必须在每一帧更新的艺术家集合(line,) 返回到 Matplotlib。

这就是我认为您正在寻找的内容（仅当您的平台在上次调用中支持它时才启用 blit=true）：

import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt
from matplotlib import animation
from matplotlib.collections import LineCollection
from matplotlib.colors import ListedColormap, BoundaryNorm

# First set up the figure, the axis, and the plot element we want to animate
fig = plt.figure()
ax = plt.axes(xlim=(0, 2), ylim=(-2, 2))

cmap = ListedColormap(['b', 'r', 'b'])
norm = BoundaryNorm([0, 1, 1.5, 2], cmap.N)

line = LineCollection([], cmap=cmap, norm=norm,lw=2)
line.set_array(np.linspace(0, 2, 1000))
ax.add_collection(line)

# initialization function: plot the background of each frame
def init():
    line.set_segments([])
    return line,

# animation function.  This is called sequentially
def animate(i):
    x = np.linspace(0, 2, 1000)
    y = np.sin(2 * np.pi * (x - 0.01 * i))
    points = np.array([x, y]).T.reshape(-1, 1, 2)
    segments = np.concatenate([points[:-1], points[1:]], axis=1)
    line.set_segments(segments)
    return line,

# call the animator.  blit=True means only re-draw the parts that have changed.
anim = animation.FuncAnimation(fig, animate, init_func=init,
                           frames=200, interval=20)

【讨论】：

非常感谢。我不知道 LineCollection。

所以我明白那条线是属于情节的东西，现在是段的集合。但是如何在 animate 的定义中修改它？我希望能够在每次迭代时更新 BoundaryNorm 和 ListedColormap，但我不能在 animate 的定义中声明 line = ...有没有办法用它的参数更新线本身，而不仅仅是它里面的东西？是不是如果我想这样做，我实际上必须更新整个图形，而不是只更新行？

使用line.set_cmap 和line.set_norm。而且您不必更新整个图。

谢谢！我试图简单地更新 animate 中的 cmap，认为“所有内容都在 python 中引用”。我想我需要读一本书。像魅力一样工作，再次感谢您的帮助。