在 Jupyter Notebook 中使用 Matplotlib 对 3D 矩阵进行动画处理

Posted 2023-02-16

【中文标题】在 Jupyter Notebook 中使用 Matplotlib 对 3D 矩阵进行动画处理

【英文标题】：Animate a 3D matrix with Matplotlib in Jupyter Notebook

【发布时间】：2018-10-03 15:15:22

【问题描述】：

我有一个形状为 (100,50,50) 的 3D 矩阵，例如

import numpy as np
data = np.random.random(100,50,50)

我想创建一个动画，将大小为 (50,50) 的每个 2D 切片显示为热图或imshow

例如：

import matplotlib.pyplot as plt

plt.imshow(data[0,:,:])
plt.show()

将显示此动画的第一个“帧”。我还想在 Jupyter Notebook 中也有这个显示。我目前正在关注 this 教程，将内联笔记本动画显示为 html 视频，但我不知道如何用二维数组的切片替换一维线数据。

我知道我需要创建一个绘图元素、一个初始化函数和一个动画函数。按照那个例子，我试过了：

fig, ax = plt.subplots()

ax.set_xlim((0, 50))
ax.set_ylim((0, 50))

im, = ax.imshow([])

def init():
    im.set_data([])
    return (im,)

# animation function. This is called sequentially
def animate(i):
    data_slice = data[i,:,:]
    im.set_data(i)
    return (im,)

# call the animator. blit=True means only re-draw the parts that have changed.
anim = animation.FuncAnimation(fig, animate, init_func=init,
                               frames=100, interval=20, blit=True)

HTML(anim.to_html5_video())

但无论我尝试什么，都会遇到各种错误，主要与 im, = ax.imshow([]) 行相关

任何帮助表示赞赏！

【参考方案1】：

几个问题：

您有很多缺失的导入。 numpy.random.random 将一个元组作为输入，而不是 3 个参数 imshow 需要一个数组作为输入，而不是一个空列表。 imshow 返回一个 AxesImage，它不能被解包。因此，作业中没有,。 .set_data() 需要数据，而不是帧号作为输入。

完整代码：

from IPython.display import HTML
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.animation as animation

data = np.random.rand(100,50,50)

fig, ax = plt.subplots()

ax.set_xlim((0, 50))
ax.set_ylim((0, 50))

im = ax.imshow(data[0,:,:])

def init():
    im.set_data(data[0,:,:])
    return (im,)

# animation function. This is called sequentially
def animate(i):
    data_slice = data[i,:,:]
    im.set_data(data_slice)
    return (im,)

# call the animator. blit=True means only re-draw the parts that have changed.
anim = animation.FuncAnimation(fig, animate, init_func=init,
                               frames=100, interval=20, blit=True)

HTML(anim.to_html5_video())