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Matplotlib 中的动画标题

pythonanimationmatplotlib
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我无法弄清如何在使用blit的FuncAnimation图中实现动画标题。根据http://jakevdp.github.io/blog/2012/08/18/matplotlib-animation-tutorial/和Python/Matplotlib - Quickly Updating Text on Axes，我已经构建了一个动画，但文本部分却无法进行动画处理。以下是简化的示例：

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

vls = np.linspace(0,2*2*np.pi,100)

fig=plt.figure()
img, = plt.plot(np.sin(vls))
ax = plt.axes()
ax.set_xlim([0,2*2*np.pi])
#ttl = ax.set_title('',animated=True)
ttl = ax.text(.5, 1.005, '', transform = ax.transAxes)

def init():
    ttl.set_text('')
    img.set_data([0],[0])
    return img, ttl
def func(n):
    ttl.set_text(str(n))
    img.set_data(vls,np.sin(vls+.02*n*2*np.pi))
    return img, ttl

ani = animation.FuncAnimation(fig,func,init_func=init,frames=50,interval=30,blit=True)

plt.show()
如果移除blit=True，文本会显示出来，但速度会明显减慢。当使用plt.title、ax.set_title 和 ax.text 时似乎会出现问题。
编辑：我找到了第一个链接中第二个示例为什么可以正常工作的原因；文字在img部分内。如果将上面的1.005改成.99，你就能看到我指的是什么了。可能有一种方法可以通过边界框实现这一点，不知道怎么实现...
3个回答
21
请参考以下内容：

请查看“Animating matplotlib axes/ticks”和“python matplotlib blit to axes or sides of the figure?”

问题在于，在animation的核心部分，实际保存blit背景的地方（animation.py的第792行），它会获取axes边界框内的内容。当您有多个独立动画的轴时，这是有意义的。但在您的情况下，您只需要关注一个axes，并且我们想要动画化axes边界框之外的内容。通过一些猴子补丁、对mpl内部进行一些探索和接受最快、最脏的解决方案，我们可以解决您的问题：

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

def _blit_draw(self, artists, bg_cache):
    # Handles blitted drawing, which renders only the artists given instead
    # of the entire figure.
    updated_ax = []
    for a in artists:
        # If we haven't cached the background for this axes object, do
        # so now. This might not always be reliable, but it's an attempt
        # to automate the process.
        if a.axes not in bg_cache:
            # bg_cache[a.axes] = a.figure.canvas.copy_from_bbox(a.axes.bbox)
            # change here
            bg_cache[a.axes] = a.figure.canvas.copy_from_bbox(a.axes.figure.bbox)
        a.axes.draw_artist(a)
        updated_ax.append(a.axes)

    # After rendering all the needed artists, blit each axes individually.
    for ax in set(updated_ax):
        # and here
        # ax.figure.canvas.blit(ax.bbox)
        ax.figure.canvas.blit(ax.figure.bbox)

# MONKEY PATCH!!
matplotlib.animation.Animation._blit_draw = _blit_draw

vls = np.linspace(0,2*2*np.pi,100)

fig=plt.figure()
img, = plt.plot(np.sin(vls))
ax = plt.axes()
ax.set_xlim([0,2*2*np.pi])
#ttl = ax.set_title('',animated=True)
ttl = ax.text(.5, 1.05, '', transform = ax.transAxes, va='center')

def init():
    ttl.set_text('')
    img.set_data([0],[0])
    return img, ttl

def func(n):
    ttl.set_text(str(n))
    img.set_data(vls,np.sin(vls+.02*n*2*np.pi))
    return img, ttl

ani = animation.FuncAnimation(fig,func,init_func=init,frames=50,interval=30,blit=True)

plt.show()

请注意，如果您的图中有多个轴，则可能无法按预期工作。更好的解决方案是扩展axes.bbox，以便刚好捕获您的标题+轴刻度标签。我怀疑mpl中有一些代码可以做到这一点，但我不知道它在哪里。
这个以全速运行！希望它能被包含在matplotlib中，而不是被monkey patched，但它运行良好！ - Henry Schreiner
@HenrySchreiner 您的编辑应该已经被接受了（我刚刚重新做了一遍）。如果这解决了您的问题，您可以接受答案（在左侧的大灰色复选框中）。 - tacaswell
理想情况下，应该使用文本边界框（因为它是从动画函数传递的），但由于某些原因它没有被使用（尽管我认为它在艺术家中）。这是一个合理的 hack，现在可以修复它。 :) 谢谢！ - Henry Schreiner
@HenrySchreiner 动画代码还有些粗糙。有很好的理由不这样做主要代码（请参阅我的警告）。如果您想在主线上改进此功能，请随意操作。mpl上的开发人员非常友好。 - tacaswell
如果我在 FuncAnimation 调用中使用 repeat=False，然后等待动画完成并缩放到某个位置，绘图将会消失。 - Stanley Bak
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9

除了tcaswell的“猴子补丁”解决方案外，以下是如何为轴刻度标签添加动画效果的方法。具体来说，要对x轴进行动画处理，请设置ax.xaxis.set_animated(True)并从动画函数中返回ax.xaxis。

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

def _blit_draw(self, artists, bg_cache):
    # Handles blitted drawing, which renders only the artists given instead
    # of the entire figure.
    updated_ax = []
    for a in artists:
        # If we haven't cached the background for this axes object, do
        # so now. This might not always be reliable, but it's an attempt
        # to automate the process.
        if a.axes not in bg_cache:
            # bg_cache[a.axes] = a.figure.canvas.copy_from_bbox(a.axes.bbox)
            # change here
            bg_cache[a.axes] = a.figure.canvas.copy_from_bbox(a.axes.figure.bbox)
        a.axes.draw_artist(a)
        updated_ax.append(a.axes)

    # After rendering all the needed artists, blit each axes individually.
    for ax in set(updated_ax):
        # and here
        # ax.figure.canvas.blit(ax.bbox)
        ax.figure.canvas.blit(ax.figure.bbox)

# MONKEY PATCH!!
matplotlib.animation.Animation._blit_draw = _blit_draw

vls = np.linspace(0,2*2*np.pi,100)

fig=plt.figure()
img, = plt.plot(np.sin(vls))
ax = plt.axes()
ax.set_xlim([0,2*2*np.pi])
#ttl = ax.set_title('',animated=True)
ttl = ax.text(.5, 1.05, '', transform = ax.transAxes, va='center')

ax.xaxis.set_animated(True)

def init():
    ttl.set_text('')
    img.set_data([0],[0])
    return img, ttl, ax.xaxis

def func(n):
    ttl.set_text(str(n))
    vls = np.linspace(0.2*n,0.2*n+2*2*np.pi,100)
    img.set_data(vls,np.sin(vls))
    ax.set_xlim(vls[0],vls[-1])
    return img, ttl, ax.xaxis

ani = animation.FuncAnimation(fig,func,init_func=init,frames=60,interval=200,blit=True)

plt.show()
1

你必须调用

plt.draw()

之后

ttl.set_text(str(n))
这里有一个非常简单的文本动画示例，位于一个图形内部，"不使用FuncAnimation()". 试一试，你会发现它是否对你有用。
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
titles = np.arange(100)
plt.ion()
fig = plt.figure()
for text in titles:
    plt.clf()
    fig.text(0.5,0.5,str(text))
    plt.draw()
2
这确实会绘制它，但它会像 blit=False 一样减慢速度。我希望只重新绘制文本。 - Henry Schreiner
为什么不直接避免动画，使用plt.ion()自己制作动画呢？这样你就可以拥有更多的控制权，并且每一帧都清楚自己在做什么...请查看http://stackoverflow.com/questions/17444655/dynamically-updating-a-graphed-line-in-python/17480397#17480397。 - Pablo
我已经测试过了，它仍然很慢，但是我可以手动调用 canvas.blit。我认为动画是一种比手动构建更新/更受欢迎的方法。 - Henry Schreiner
第一个链接的第二个示例与我正在做的事情有些相似，但它可以正常工作。这可能是因为我的标题在重绘的“img”部分之外？... - Henry Schreiner
3
如何让blit在轴外的艺术家上工作？ - tacaswell
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