【Python】动态动画Matplotlib的FuncAnimation使用解析

红太狼 2023-07-13 04:22 6阅读 0赞

前言，最近想用pyqt结合python制作音乐可视化播放器，而其中可视化部分上午动态效果我采用了matplotlib中的FuncAnimation，这其中踩了不少的坑，花费了好几天的时间。

下面简单说说FuncAnimation部分。

### 目录 ###

*  一 演示1
 *   *  1.1 演示效果
     *  1.2 代码
     *  1.3 代码解析
 *  二 演示2
 *   *  2.1 演示效果
     *  2.2 代码
 *  三 演示3：参考部分
 *   *  3.1 演示效果
     *  3.2 代码

# 一 演示1 #

## 1.1 演示效果 ##

![在这里插入图片描述][20200310192537825.gif]

## 1.2 代码 ##

import numpy as np
    import matplotlib.pyplot as plt
    from matplotlib.animation import FuncAnimation
    
    fig = plt.figure()  # 创建figure对象
    ax = fig.gca(projection='polar')  # 极坐标系
    ax.set_axis_off()  # 取消坐标轴的显示
    ln, = ax.plot([], [])
    
    # 图像初始化
    def init():
        ax.set_xlim(0, 2*np.pi)       # 设定x值范围
        ax.set_ylim(-1, 1)            # 设定y值范围
        xdata = [1,2,3,4]
        ydata = [0, 0, 0, 0]
        ln.set_data(xdata, ydata)
        return ln,
    
    # 图像更新
    def update(frame):
        xdata = [1*frame, 2*frame, 3*frame, 4*frame]
        ydata = [0,0,0,0]
        ln.set_data(xdata, ydata)
        return ln,
    
    ani = FuncAnimation(fig, update, frames=np.linspace(0, 2*np.pi, 128),
                        init_func=init, blit=True, interval=1)
    plt.show()

## 1.3 代码解析 ##

ani = FuncAnimation(fig, update, frames=np.linspace(0, 2*np.pi, 128), init_func=init, blit=True, interval=1)

`fig`：figure对象  
`updata`：不断更新图像的函数，生成新的xdata和ydata  
`frames`：不断提供frame给updata用于生成新的xdata和ydata  
`init_func=init`：初始化函数为init，自定义开始帧。  
`interval=1`：时间间隔为1ms，interval的单位以ms计算。  
`blit=True`：选择更新所有点，还是仅更新产生变化的点。应选择True，但mac用户请选择False，否则无法显示。

> 注意：可以不使用frames部分，更新的数据可在update(frame)内赋值。但update部分的命名必须为 `函数名(frame)` ，**即使frame这个变量未使用，也不可以删掉**。（参考演示2）

# 二 演示2 #

## 2.1 演示效果 ##

![在这里插入图片描述][20200310194545326.gif]

## 2.2 代码 ##

import numpy as np
    import matplotlib.pyplot as plt
    from matplotlib.animation import FuncAnimation
    
    import wave
    import struct
    from scipy.signal import detrend
    
    wf = wave.open('E:/album/欧洲游学/vlog/12仔 - 太一-Lutra（12仔 remix）.wav', 'rb')
    fig = plt.figure()
    ax = fig.gca(projection='polar')
    ax.set_axis_off()
    ln, = ax.plot([], [])
    chunk = 1024
    
    
    def init():
        ax.set_ylim(-0.1, 0.1)
        ln.set_data(np.linspace(0, 2 * np.pi, chunk), np.zeros(chunk))
        return ln,
    
    
    def update(frame):
        data = wf.readframes(chunk)
        data_int = struct.unpack(str(chunk * 4) + 'B', data)
        y_detrend = detrend(data_int)
        yft = np.abs(np.fft.fft(y_detrend))
        y_vals = yft[:chunk] / (chunk * chunk * 4)
        ind = np.where(y_vals > (np.max(y_vals) + np.min(y_vals)) / 2)
        y_vals[ind[0]] *= 2
        ln.set_ydata(y_vals)
        return ln,
    
    ani = FuncAnimation(fig, update,
                        init_func=init, blit=True, interval=5)
    plt.show()

# 三 演示3：参考部分 #

[参考链接][Link 1]

## 3.1 演示效果 ##

![在这里插入图片描述][20200310193714277.gif]

## 3.2 代码 ##

import numpy as np
    import matplotlib.pyplot as plt
    from matplotlib.animation import FuncAnimation
    
    fig, ax = plt.subplots()
    xdata, ydata = [], []
    ln, = plt.plot([], [], 'ro')
    
    def init():
        ax.set_xlim(0, 2*np.pi)
        ax.set_ylim(-1, 1)
        return ln,
    
    def update(frame):
        xdata.append(frame)
        ydata.append(np.sin(frame))
        ln.set_data(xdata, ydata)
        return ln,
    
    ani = FuncAnimation(fig, update, frames=np.linspace(0, 2*np.pi, 128),
                        init_func=init, blit=True)
    plt.show()

[20200310192537825.gif]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200310192537825.gif
[20200310194545326.gif]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200310194545326.gif
[Link 1]: https://matplotlib.org/api/animation_api.html
[20200310193714277.gif]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200310193714277.gif