本文内容纲要：

-1、引言 -2、动画实现 -2.1准备背景 -2.2往背景中添加动画点 -2.3往动画中添加其它效果 -总结

注：在“实验设计与数据处理”的课后作业中，有一个数据可视化的作业，利用课程上学习的某种方法找一个二维函数的最大值，并将这个寻找的过程可视化。在作业里面利用了Matplotlib的Animation类实现可视化的动态展示。

1、引言

利用Animation类制动画主要是参考了官方的教程：Matplotlib-Animation。为了更加清析说明Animation类是如何实现动画的，本文只简单地介绍一个点沿着sin函数运动的例子，分析一下Animation实现动画的原理。其它复杂的动画同样也是据此原理，可以实现下面的动画效果。第3幅图是作业的一个效果图。

sin函数点运动 二阶摆钟（官方例子）

2、动画实现

这里主讲述上面的sin函数点运动的动画的实现。代码的运行环境为Python3.6+Jupyter5.4。

2.1准备背景

在绘制动画前，我们需将其sin函数的背景绘制出来。这一步很简单，与我们平时的绘图一样。

importnumpyasnp importmatplotlib importmatplotlib.pyplotasplt importmatplotlib.animationasanimation #指定渲染环境 %matplotlibnotebook #%matplotlibinline x=np.linspace(0,2*np.pi,100) y=np.sin(x) fig=plt.figure(tight_layout=True) plt.plot(x,y) plt.grid(ls="--") plt.show() 图2-1sin背景图 图2-2sin函数点运动效果1

2.2往背景中添加动画点

这一步代码稍微多了一点点，且先看代码，再来解释。

defupdate_points(num): 更新数据点 point_ani.set_data(x[num],y[num]) returnpoint_ani, x=np.linspace(0,2*np.pi,100) y=np.sin(x) fig=plt.figure(tight_layout=True) plt.plot(x,y) point_ani,=plt.plot(x[0],y[0],"ro") plt.grid(ls="--") #开始制作动画 ani=animation.FuncAnimation(fig,update_points,np.arange(0,100),interval=100,blit=True) #ani.save(sin_test2.gif,writer=imagemagick,fps=10) plt.show()

上面的代码中，首先定义了一个update_points函数，用于更新绘制的图中的数据点。此函数的输入参数num代表当前动画的第几帧，函数的返回，即为我们需要更新的对象，需要特别注意的是：reuturnpoint_ani,这个逗号一定加上，否则动画不能正常显示。当然这里面操作的点对象point_ani我们一般会提前声明得到：point_ani,=plt.plot(x[0],y[0],"ro")。接下来就是将此函数传入我们的FuncAnimation函数中，函数的参数说明可以参见官网，这里简要说明用到的几个参数。

第1个参数fig：即为我们的绘图对象. 第2个参数update_points：更新动画的函数. 第3个参数np.arrange(0,100)：动画帧数，这需要是一个可迭代的对象。 interval参数：动画的时间间隔。 blit参数：是否开启某种动画的渲染。

运行上面代码可以得到如图2-2所示的动画效果。

2.3往动画中添加其它效果

上面实现的动画效果还比较单一，我们可以往其中添加一些文本显示，或者在不同的条件下改变点样式。这其实也非常简单，只需在update_points函数中添加一些额外的，你想要的效果代码即可。

defupdate_points(num): ifnum%5==0: point_ani.set_marker("*") point_ani.set_markersize(12) else: point_ani.set_marker("o") point_ani.set_markersize(8) point_ani.set_data(x[num],y[num]) text_pt.set_text("x=%.3f,y=%.3f"%(x[num],y[num])) returnpoint_ani,text_pt, x=np.linspace(0,2*np.pi,100) y=np.sin(x) fig=plt.figure(tight_layout=True) plt.plot(x,y) point_ani,=plt.plot(x[0],y[0],"ro") plt.grid(ls="--") text_pt=plt.text(4,0.8,,fontsize=16) ani=animation.FuncAnimation(fig,update_points,np.arange(0,100),interval=100,blit=True) #ani.save(sin_test3.gif,writer=imagemagick,fps=10) plt.show()

我在上面update_points函数中添加了一个文本，让它显示点的\((x,\y)\)的坐标值，同时在不同的帧，改变了点的形状，让它在5的倍数帧显示为五角星形状。

图2-3sin函数点运动效果2 图2-4sin函数点运动效果3

再稍微改变一下，可以让文本跟着点动。只需将上面的代码update_points函数改为如下代码，其效果如图2-4所示。

defupdate_points(num): point_ani.set_data(x[num],y[num]) ifnum%5==0: point_ani.set_marker("*") point_ani.set_markersize(12) else: point_ani.set_marker("o") point_ani.set_markersize(8) text_pt.set_position((x[num],y[num])) text_pt.set_text("x=%.3f,y=%.3f"%(x[num],y[num])) returnpoint_ani,text_pt,

总结

本文制作动画主要用到了Matplotlib的Animation类，虽然讲的例子比较简单，但是据此简单的原理，足以实现复杂的动画效果。

本文内容总结：1、引言，2、动画实现，2.1准备背景，2.2往背景中添加动画点，2.3往动画中添加其它效果，总结，

原文链接：https://www.cnblogs.com/endlesscoding/p/10308111.html