使用Matplotlib创建动画
标签：Python，Matplotlib库
Matplotlib是一个强大的Python绘图库，但许多人可能不知道它能够创建动画图。
图1
什么是动画？
简单地说，动画由一系列略微有些变化的静态图像组成。当把这些静态图像放在一起并快速翻阅时，我们的眼睛和大脑会欺骗我们，让我们觉得这些图像在移动（尽管它们不是）。
基于这种理解，要制作动画绘图，需要：
1.创建大量静态图像/图表
2.把它们按顺序翻动
库
可以使用pip安装matplotlib，只需在命令提示符/终端窗口中键入以下内容：
pip install matplotlib
使用Matplotlib制作动画
将用matplotlib制作一个简单的动画：一个在半径为1.5的圆中移动的红点。
首先，需要一个函数来计算圆的x和y坐标。这里没有使用x^2+y^2=r^2公式，而是使用圆的参数表示：
x = cos(t)
y = sin(t)
其中t是一个角度量
%matplotlib notebook
import matplotlib.pyplot as plt
import math
from matplotlib.animation import FuncAnimation
def circle_coords(r, step):
coords = []
t = 0
while t < 2 * math.pi:
coords.append((r*math.cos(t),r*math.sin(t)))
t += step
return coords
coords = circle_coords(1.5, 0.1)代码运行后，coords内的结果如下图2所示。
图2
步骤1：创建一个静态图表
为坐标系coords中的第一组（x，y）坐标创建一个带有红点的图表。
fig, ax = plt.subplots()
ax.scatter(x=coords[0][0],y=coords[0][1],c='red', marker = 'o')此代码在（1.5,0）处创建一个红点：
图3
步骤2：创建许多静态图表
下一步是创建大量略有变化的静态图表。将使用前5个坐标创建5个图表来说明这一点：
fig, axs = plt.subplots(nrows = 1,ncols = 5, figsize = (10, 5), tight_layout = True)
for i, ax in enumerate(axs):
ax.scatter(x=coords[i][0],y=coords[i][1], c='red', marker='o')
ax.set_xlim([0,2])
ax.set_ylim([-0.5,2])结果如下图4所示。
图4
如此狭窄的图表上是想说明，当浏览每个图表时，圆点是向上和向右移动的。
Matplotlib中的FuncAnimation模块
从技术上讲，只需要创建多个静态图表（每个坐标对应一个），然后将它们组合在一起，就会有一个动画。然而，matplotlib库提供了一个FuncAnimation模块来实现这一点。
要使用FuncAnimation，需要一个函数来绘制静态图表。绘图函数的名称无关紧要，这里将其命名为update()：
1.绘图函数接受1个参数i，这意味着帧编号。
2.该函数将在每次调用开始时清除图表，因此在每一帧只会看到一个红点。
3.ax.set_xlim()和ax.set_ylim()函数以确保修复x轴和y轴。
4.ax.scatter()一次只画一个红点。
from matplotlib.animation import FuncAnimation
def update(i):
ax.clear()
ax.set_facecolor(plt.cm.Blues(.2))
ax.set_xlim([-2,2])
ax.set_ylim([-2,2])
ax.set_title('circling')
ax.scatter(x=coords[i][0],y=coords[i][1],c='red',marker='o')
[spine.set_visible(False) for spine in ax.spines.values()] #移除图表轮廓现在，有了绘图函数，可以创建FuncAnimation对象，它接受以下参数：
1.fig：要绘制的图形对象
2.func：绘图/更新函数
3.frames：要创建的帧数（静态图像）
4.interval：帧间延迟（毫秒）
甚至可以将动画保存为gif文件并发送给其他人：
fig, ax =plt.subplots(figsize=(6,6))
anime = FuncAnimation(
fig = fig,
func = update,
frames = len(coords),
interval = 50
)
anime.save('circle.gif')有兴趣的朋友可以试试看！
腾讯云开发者
