Matplotlib | 파이썬 데이터 시각화 | 애니메이션 플롯 - 튜토리얼

소개

Matplotlib 는 Python 에서 정적, 애니메이션 및 대화형 시각화를 생성하는 데 사용되는 데이터 시각화 라이브러리입니다. 이 랩에서는 Matplotlib 를 사용하여 애니메이션 플롯을 만드는 방법을 배웁니다. FuncAnimation 클래스를 사용하여 감쇠하는 사인파의 애니메이션을 생성합니다.

VM 팁

VM 시작이 완료되면 왼쪽 상단을 클릭하여 Notebook 탭으로 전환하여 실습을 위해 Jupyter Notebook에 액세스하십시오.

때로는 Jupyter Notebook 이 로딩을 완료하는 데 몇 초 정도 기다려야 할 수 있습니다. Jupyter Notebook 의 제한 사항으로 인해 작업의 유효성 검사는 자동화할 수 없습니다.

학습 중에 문제가 발생하면 Labby 에게 문의하십시오. 세션 후 피드백을 제공하면 문제를 즉시 해결해 드리겠습니다.

라이브러리 가져오기

먼저 필요한 라이브러리를 가져와야 합니다. 이 랩에서는 Matplotlib 와 NumPy 를 사용합니다.

import itertools

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

import matplotlib.animation as animation

데이터 생성기 함수 생성

다음으로, 애니메이션에 대한 데이터를 생성하는 함수를 만들어야 합니다. 이 함수는 시간이 지남에 따라 감쇠하는 사인파를 생성합니다. itertools.count() 함수를 사용하여 무한 시퀀스의 숫자를 생성합니다. 이 숫자들을 사용하여 사인파의 값을 계산합니다.

def data_gen():
    for cnt in itertools.count():
        t = cnt / 10
        yield t, np.sin(2*np.pi*t) * np.exp(-t/10.)

플롯 설정

이제 플롯을 설정해야 합니다. Matplotlib 의 subplots() 함수를 사용하여 figure 와 axes 객체를 생성합니다. 또한 사인파를 나타내는 line 객체를 생성합니다.

fig, ax = plt.subplots()
line, = ax.plot([], [], lw=2)
ax.grid()
xdata, ydata = [], []

초기화 함수 정의

플롯의 초기 상태를 설정하는 초기화 함수를 정의해야 합니다. 이 함수에서 y 축 제한을 설정하고 line 객체에서 데이터를 지웁니다.

def init():
    ax.set_ylim(-1.1, 1.1)
    ax.set_xlim(0, 1)
    del xdata[:]
    del ydata[:]
    line.set_data(xdata, ydata)
    return line,

애니메이션 함수 정의

이제 애니메이션의 각 프레임에 대해 플롯을 업데이트하는 함수를 정의해야 합니다. 이 함수는 data_gen() 함수에서 생성된 데이터를 가져와 새 데이터로 플롯을 업데이트합니다. 또한 애니메이션이 진행됨에 따라 x 축 제한을 업데이트합니다.

def run(data):
    ## update the data
    t, y = data
    xdata.append(t)
    ydata.append(y)
    xmin, xmax = ax.get_xlim()

    if t >= xmax:
        ax.set_xlim(xmin, 2*xmax)
        ax.figure.canvas.draw()
    line.set_data(xdata, ydata)

    return line,

애니메이션 생성

마지막으로, FuncAnimation 클래스를 사용하여 애니메이션을 생성할 수 있습니다. 애니메이션을 생성하기 위해 fig, run, data_gen, init_func, 및 interval 매개변수를 전달합니다. 또한 마지막 100 개의 프레임만 저장되도록 save_count 매개변수를 100 으로 설정합니다.

ani = animation.FuncAnimation(fig, run, data_gen, interval=100, init_func=init,
                              save_count=100)

플롯 표시

이제 Matplotlib 의 show() 함수를 사용하여 플롯을 표시할 수 있습니다.

plt.show()

요약

이 랩에서는 Matplotlib 를 사용하여 애니메이션 플롯을 만드는 방법을 배웠습니다. FuncAnimation 클래스를 사용하여 감쇠하는 사인파의 애니메이션을 만들었습니다. 또한 플롯을 설정하고, 데이터 생성기 함수를 정의하고, 초기화 함수를 정의하고, 애니메이션 함수를 정의하고, 애니메이션을 만드는 방법을 배웠습니다.

Matplotlib 를 사용한 애니메이션 플롯 생성

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