动画图像创建 | Python Matplotlib 教程

简介

在本实验中，我们将学习如何使用预先计算好的图像列表来创建动画图像。我们将使用 Python 中的 Matplotlib 库来创建动画。本实验的目的是演示创建动画图像的过程，并提供对其工作原理的基本理解。

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导入库

首先，我们需要导入将要使用的库。我们将使用 Matplotlib 库来创建动画，并使用 Numpy 库来生成动画所需的数据。

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

创建图形和坐标轴对象

接下来，我们需要创建用于创建动画的图形和坐标轴对象。我们将使用 subplots 方法来创建这些对象。

fig, ax = plt.subplots()

定义函数

现在我们需要定义一个函数，用于生成动画所需的数据。在这个例子中，我们将使用正弦和余弦函数来生成数据。

def f(x, y):
    return np.sin(x) + np.cos(y)

生成数据

我们将使用 Numpy 库中的 linspace 方法来生成动画所需的数据。我们将生成两组数据，x 和 y，然后对 y 数据进行重塑以创建一个二维数组。

x = np.linspace(0, 2 * np.pi, 120)
y = np.linspace(0, 2 * np.pi, 100).reshape(-1, 1)

创建动画帧

现在我们将为动画创建帧。我们将使用一个 for 循环来生成 60 帧。在循环的每次迭代中，我们将更新 x 和 y 数据，然后使用 imshow 方法创建一个新的图像对象。然后，我们将把图像对象追加到 ims 列表中。

ims = []
for i in range(60):
    x += np.pi / 15
    y += np.pi / 30
    im = ax.imshow(f(x, y), animated=True)
    if i == 0:
        ax.imshow(f(x, y))  ## 先显示初始的一帧
    ims.append([im])

创建动画

现在我们将使用 ArtistAnimation 方法来创建动画。我们将传入图形对象、ims 列表、帧之间的时间间隔以及重复延迟。

ani = animation.ArtistAnimation(fig, ims, interval=50, blit=True, repeat_delay=1000)

显示动画

最后，我们将使用 show 方法来显示动画。

plt.show()

总结

在本实验中，我们学习了如何使用预先计算好的图像列表来创建动画图像。我们使用 Python 中的 Matplotlib 库来创建动画，并使用 Numpy 库来生成动画所需的数据。我们创建了图形和坐标轴对象，定义了函数，生成了数据，创建了动画帧，并创建了动画。然后，我们使用 show 方法显示了动画。本实验提供了关于如何创建动画图像的基本理解，并演示了创建动画的过程。

使用 Matplotlib 创建动画图像

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