Python学习-使用matplotlib画动态多图

最近常常使用matplotlib进行数学函数图的绘制，可是怎样使用matplotlib绘制动态图，以及绘制动态多图。直到今天才学会。

1.參考文字

首先感谢几篇文字的作者。帮我学会了怎样绘制。大家也能够參考他们的文字。

1. http://blog.csdn.net/rumswell/article/details/11731003：文字作者给出了数个演示样例的源代码。可是没有非常具体的解说。源代码面前无秘密。自己看吧。

2. http://mytrix.me/2013/08/matplotlib-animation-tutorial/：这位作者的解说非常具体，主要讲了matplotlib官方演示样例。大家能够參阅。

3. http://blog.yangyu.me/2014/08/06/matplotlib-graphing-series/：这位作者，给出了不同的演示样例，并且非常具体，告诉了大家怎样一步步学习Matplotlib画图
4. http://sebug.net/paper/books/scipydoc/matplotlib_intro.html#id4：用Python做科学计算，非常好非常详实的书。

2.程序源代码

先贴出程序源代码，在一步步做解释。

<span style="font-family:SimSun;font-size:10px;">import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt
from matplotlib import animation   

# first set up the figure, the axis, and the plot element we want to animate
fig = plt.figure()
ax1 = fig.add_subplot(2,1,1,xlim=(0, 2), ylim=(-4, 4))
ax2 = fig.add_subplot(2,1,2,xlim=(0, 2), ylim=(-4, 4))
line, = ax1.plot([], [], lw=2)
line2, = ax2.plot([], [], lw=2)
def init():
    line.set_data([], [])
    line2.set_data([], [])
    return line,line2

# animation function.  this is called sequentially
def animate(i):

    x = np.linspace(0, 2, 100)
    y = np.sin(2 * np.pi * (x - 0.01 * i))
    line.set_data(x, y)      

    x2 = np.linspace(0, 2, 100)
    y2 = np.cos(2 * np.pi * (x2 - 0.01 * i))* np.sin(2 * np.pi * (x - 0.01 * i))
    line2.set_data(x2, y2)
    return line,line2

anim1=animation.FuncAnimation(fig, animate, init_func=init,  frames=50, interval=10)
plt.show()  </span>

3.解释

如今就来解释下。这个程序我到底干了啥

3.1建立子图、空白线

fig = plt.figure()
ax1 = fig.add_subplot(2,1,1,xlim=(0, 2), ylim=(-4, 4))
ax2 = fig.add_subplot(2,1,2,xlim=(0, 2), ylim=(-4, 4))
line, = ax1.plot([], [], lw=2)
line2, = ax2.plot([], [], lw=2)  

在上面的程序能够看到，先建立了一个figure对象。之后fig.add_subplot(2,1,1,xlim=(0, 2), ylim=(-4, 4))就是建立子图，关于子图的概念和做法，大家能够參阅下文字【4】“用Python做科学计算”关于子图的介绍。

3.2创建动画发生时调用的函数

Init()是我们的动画在在创建动画基础框架(base frame)时调用的函数。这里我们们用一个非常easy的对line什么都不做的函数。这个函数一定要返回line对象，这个非常重要。由于这样就能告诉动画之后要更新的内容，也就是动作的内容是line。--来自（http://mytrix.me/2013/08/matplotlib-animation-tutorial/）

上面的这段话，解释了Init()这个函数是干嘛的，由于我的程序比較特殊，希望可以在一张图中显示两个子图，如图3.1。所以我必须在两个坐标轴ax1和ax2中创建两个空白的线line,line2且在Init（）中返回这两个Line。

图3.1

def init():
    line.set_data([], [])
    line2.set_data([], [])
    return line,line2

3.3动画函数

接下来你须要一个动画函数。在这个动画函数中改动你的图。相同的我须要一张图中显示两个东西，所以在动画函数中，我更新了两个图，且返回了line和line2

def animate(i):

    x = np.linspace(0, 2, 100)
    y = np.sin(2 * np.pi * (x - 0.01 * i))
    line.set_data(x, y)      

    x2 = np.linspace(0, 2, 100)
    y2 = np.cos(2 * np.pi * (x2 - 0.01 * i))* np.sin(2 * np.pi * (x - 0.01 * i))
    line2.set_data(x2, y2)
    return line,line2

3.4显示动画

最后你须要用例如以下的两个语句来显示动画，这里有个注意的地方。须要调整interval參数（这个參数指明了时间间隔）的大小，不然会出现如图3.2一样的情况（当你使用了,blit=True这个选项）。

同一时候（http://mytrix.me/2013/08/matplotlib-animation-tutorial/）给我们说明了几个參数的作用，我在不在复述：

这个对象须要持续存在，全部我们要将它赋给一个变量。我们选择了一个100帧的动画（译者注：你上边的代码还是200帧，怎么到这儿就变成100帧了……。另外。这里也不一定一定要是个数字，能够是个generator 或iterable，详见API说明）而且帧与帧之间间隔20ms，blit是一个很重要的keyword。它告诉动画仅仅重绘改动的部分。结合上面保存的时间，
blit=true会使动画显示得会很很快。

watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQvYnVzaDI1ODI=/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center" alt="">

图3.2

anim1=animation.FuncAnimation(fig, animate, init_func=init,  frames=50, interval=10)
plt.show()  

3.5结束

上面的工作解释完了，来看看成果。程序写的不好。我也是才初学。希望看到博客的人。能多多给我不吝赐教，不胜感激。