在 Python 中嵌入 Matplotlib 动画（google colab notebook）

Posted 2023-03-16

【中文标题】在 Python 中嵌入 Matplotlib 动画（google colab notebook）

【英文标题】：Embedding Matplotlib Animations in Python (google colab notebook)

【发布时间】：2020-07-21 01:26:17

【问题描述】：

我正在尝试在 google 的 colab.research 中显示一个 gif 文件。我能够将文件保存在具有以下路径名称 /content/BrowniamMotion.gif 的目录中，但我不知道如何在我的笔记本中显示此 GIF。

到目前为止生成 GIF 的代码，以防有人可以操纵它而不是保存 GIF，而是直接将其动画到 google colab 文件中，

# Other Brownian Motion
from math import *
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits import mplot3d
import matplotlib.animation as animation

fig = plt.figure(figsize=(8,6))
ax = plt.axes(projection='3d')

N=10
#val1 = 500

x=500*np.random.random(N)
y=500*np.random.random(N)

z=500*np.random.random(N)

def frame(w):
    ax.clear()

    global x,y,z
    x=x+np.random.normal(loc=0.0,scale=50.0,size=10)
    y=y+np.random.normal(loc=0.0,scale=50.0,size=10)
    z=z+np.random.normal(loc=0.0,scale=50.0,size=10)


    plt.title("Brownian Motion")
    ax.set_xlabel('X(t)')
    ax.set_xlim3d(-500.0,500.0)
    ax.set_ylabel('Y(t)')
    ax.set_ylim3d(-500.0,500.0)
    ax.set_zlabel('Z(t)')


     ax.set_zlim3d(-500.0,500.0) 

        plot=ax.scatter

3D(x, y, z, c='r')


    return plot


anim = animation.FuncAnimation(fig, frame, frames=100, blit=False, repeat=True)

anim.save('BrowniamMotion.gif', writer = "pillow", fps=10 )  

抱歉，如果这个问题很糟糕，请说明。我是 Python 新手，正在使用 colab 研究。

【参考方案1】：

对于 Colab，最简单的方法是使用 'jshtml' 来显示 matplotlib 动画。

你需要设置它

from matplotlib import rc
rc('animation', html='jshtml')

然后，只需键入您的动画对象。它会显示自己

anim

这是您的代码的workable colab。

它有一个滑块，您可以在其中随时来回运行。

【讨论】：

为什么会在动画下方显示重复的帧？

@JuanAlejandroGalvis 使用IPython.display.display(anim) 避免重复帧

这仍然适用于 google colab 吗？我刚刚执行了它，它没有任何动画......

【参考方案2】：

使用相同作者的 git 存储库似乎我们有一个解决方案，可以将图嵌入为 GIF (Save Matplotlib Animations as GIFs)。

#!apt install ffmpeg
#!brew install imagemagick

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

from matplotlib import animation, rc
from IPython.display import HTML, Image # For GIF

rc('animation', html='html5')
np.random.seed(5)


# Set up formatting for the movie files
Writer = animation.writers['ffmpeg']
writer = Writer(fps=15, metadata=dict(artist='Me'), bitrate=1800)


def generateRandomLines(dt, N):
    dX = np.sqrt(dt) * np.random.randn(1, N)
    X = np.cumsum(dX, axis=1)

    dY = np.sqrt(dt) * np.random.randn(1, N)
    Y = np.cumsum(dY, axis=1)

    lineData = np.vstack((X, Y))

    return lineData


# Returns Line2D objects
def updateLines(num, dataLines, lines):
    for u, v in zip(lines, dataLines):
        u.set_data(v[0:2, :num])

    return lines

N = 501 # Number of points
T = 1.0
dt = T/(N-1)


fig, ax = plt.subplots()

data = [generateRandomLines(dt, N)]

ax = plt.axes(xlim=(-2.0, 2.0), ylim=(-2.0, 2.0))

ax.set_xlabel('X(t)')
ax.set_ylabel('Y(t)')
ax.set_title('2D Discretized Brownian Paths')

## Create a list of line2D objects
lines = [ax.plot(dat[0, 0:1], dat[1, 0:1])[0] for dat in data]


## Create the animation object
anim = animation.FuncAnimation(fig, updateLines, N+1, fargs=(data, lines), interval=30, repeat=True, blit=False)

plt.tight_layout()
plt.show()

# Save as GIF
anim.save('animationBrownianMotion2d.gif', writer='pillow', fps=60)

Image(url='animationBrownianMotion2d.gif')
## Uncomment to save the animation
#anim.save('brownian2d_1path.mp4', writer=writer)

【参考方案3】：

查看此链接，了解如何使用 HTML 使其正常工作 http://louistiao.me/posts/notebooks/embedding-matplotlib-animations-in-jupyter-notebooks/。

我没有嵌入链接，而是嵌入了一个让它工作的 HTML 视频。

# Other Brownian Motion
from math import *
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits import mplot3d
import matplotlib.animation as animation
from IPython.display import HTML

fig = plt.figure(figsize=(8,6))
ax = plt.axes(projection='3d')

N=10
val1 = 600

x=val1*np.random.random(N)
y=val1*np.random.random(N)
z=val1*np.random.random(N)

def frame(w):
    ax.clear()

    global x,y,z
    x=x+np.random.normal(loc=0.0,scale=50.0,size=10)
    y=y+np.random.normal(loc=0.0,scale=50.0,size=10)
    z=z+np.random.normal(loc=0.0,scale=50.0,size=10)


    plt.title("Brownian Motion")
    ax.set_xlabel('X(t)')
    ax.set_xlim3d(-val1,val1)
    ax.set_ylabel('Y(t)')
    ax.set_ylim3d(-val1,val1)
    ax.set_zlabel('Z(t)')
    ax.set_zlim3d(-val1,val1) 

    plot=ax.scatter3D(x, y, z, c='r')


    return plot


anim = animation.FuncAnimation(fig, frame, frames=100, blit=False, repeat=True)

anim.save('BrowniamMotion.gif', writer = "pillow", fps=10 )
HTML(anim.to_html5_video())

基本上我们听到的只是添加，

from IPython.display import HTML 到 premable，然后添加行 HTML(anim.to_html5_video())。然后，此代码会生成视频并保存 gif。