使用 Matplotlib 创建动画

简介

在本实验中，你将学习如何使用 Matplotlib 创建动画。具体来说，你将学习如何使用Animation.pause()和Animation.resume()方法暂停和恢复动画。

虚拟机使用提示

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如果你在学习过程中遇到问题，请随时向 Labby 提问。课程结束后提供反馈，我们将立即为你解决问题。

导入库

在这一步中，我们将导入必要的库，以便使用 Matplotlib 创建动画。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import matplotlib.animation as animation

定义动画

在这一步中，我们将定义想要创建的动画。我们将创建一个动画，该动画展示一个正态分布，并且每一帧都向右移动。

class PauseAnimation:
    def __init__(self):
        ## 创建图形和坐标轴
        fig, ax = plt.subplots()
        ax.set_title('Click to pause/resume the animation')

        ## 创建 x 轴的值
        x = np.linspace(-0.1, 0.1, 1000)

        ## 从一个正态分布开始
        self.n0 = (1.0 / ((4 * np.pi * 2e-4 * 0.1) ** 0.5)
                   * np.exp(-x ** 2 / (4 * 2e-4 * 0.1)))

        ## 创建绘图
        self.p, = ax.plot(x, self.n0)

        ## 创建动画
        self.animation = animation.FuncAnimation(
            fig, self.update, frames=200, interval=50, blit=True)

        ## 将动画设置为未暂停
        self.paused = False

        ## 添加一个按钮按下事件来切换暂停状态
        fig.canvas.mpl_connect('button_press_event', self.toggle_pause)

    def toggle_pause(self, *args, **kwargs):
        ## 在暂停和未暂停之间切换
        if self.paused:
            self.animation.resume()
        else:
            self.animation.pause()
        self.paused = not self.paused

    def update(self, i):
        ## 更新正态分布
        self.n0 += i / 100 % 5
        self.p.set_ydata(self.n0 % 20)
        return (self.p,)

创建动画对象

在这一步中，我们将创建一个在第 2 步中定义的PauseAnimation类的对象。

pa = PauseAnimation()

展示动画

在这一步中，我们将展示在第 2 步中创建的动画。

plt.show()

总结

在这个实验中，你学习了如何使用 Matplotlib 创建动画，以及如何使用Animation.pause()和Animation.resume()方法暂停和恢复动画。你还学习了如何创建一个响应用户输入的交互式动画。有了这些知识，你可以创建自己的自定义动画并为其添加交互性。