Matplotlib 粗略的動畫，顯示軌跡

Question

我剛剛開始一個小粒子模擬器，我希望擴展以解決一些物理問題，但我在嘗試為它們設置動畫時遇到了問題。 基本上取決於您選擇什么樣的隨機分布，粒子將在給定長度的區域內“振盪”。 我想在前面的 10 個步驟中展示粒子的“歷史”。

這是代碼

from numpy import *
import matplotlib.pyplot as plt
import pylab
import time

pylab.ion()

N = 10
r = random.randint(-100,100,2*N).reshape(N,2)
line, = plt.plot(r[:,0], r[:,1],'o')

for i in range(100000):
  newdatax = r[:,0] + random.rand(N)
  newdatay = r[:,1] + random.rand(N)
  line.set_ydata(newdatay)
  line.set_xdata(newdatax)
  plt.title("At timestep: %d" %i)
  plt.hold(True)
  plt.draw()
  time.sleep(1.0/30)

我想要的是線條更新不清除畫布並在每次迭代時重新繪制，我只是想讓它這樣做，例如，每 10 幀（迭代），這將使我更容易在視覺上跟蹤粒子。

還有一件事我想實現但不是絕對必要的，是否可以在每個“o”周圍繪制一個框（正方形）或一個圓形或一個三角形？ 這樣點在那個盒子/圓圈/三角形中居中？ 這將再次使跟蹤粒子變得更加容易。 如果我可以指定哪個“o”（點）獲得此屬性（正方形），那就更好了。

Answer 1

試試animation模塊。 另請參閱這個很棒的教程， Matplotlib 在圖像上設置動畫（主要是我對Animate 繪制 networkx 邊緣的回答的副本和過去）

為了獲得你想要的時滯，你需要設置一個歷史數據結構，比如：

from matplotlib import animation

fig = figure()
N = 10
r = random.randint(-100,100,2*N).reshape(N,2)
line, = plt.plot(r[:,0], r[:,1],'o')


lag_len = 10
history_x = np.zeros((N,lag_len))
history_y = np.zeros((N,lag_len))
trails = [plot(hx,hy)[0] for hx,hy in zip(history_x,history_y)]

def update_frame(i):
    frame_num = i
    newdatax = r[:,0] + random.rand(N)
    newdatay = r[:,1] + random.rand(N)
    line.set_ydata(newdatay)
    line.set_xdata(newdatax)
    history_x[:,frame_num%lag_len] = newdatax
    history_y[:,frame_num%lag_len] = newdatay
    for hx,hy,ln_h in zip(history_x,history_y,trails):
         ln_h.set_xdata(hx)
         ln_h.set_ydata(hy)

    plt.title("At timestep: %d" %i)
    plt.hold(True)
    return (line,) + tuple(trails)

anim = animation.FuncAnimation(fig, update_frame, 
                           frames=100, interval=20)

至於盒子，使用Rectangle （ 在 pylab 模式下繪制矩形（add_patch） ），以及傳遞給FuncAnimation的可選參數。

這並不完美，有一些奇怪的細節會在它自身上循環（一個循環中的第 50 幀與下次經過時的第 50 幀不同），前 10 幀有一個瞬態，當有歷史中的一堆零（您可以通過將歷史數組初始化為初始點的 10 個副本來解決這個問題）