用Python编写的框架，用于在笛卡尔空间中可视化/动画粒子。

Question

用Python编写的框架，用于在笛卡尔空间中可视化/动画粒子。

pythonopenglanimation3dvisualization

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我有代表多个时间步长的粒子位置数据，需要创建动画来展示这些粒子的运动。

是否有任何框架或工具包（最好是基于Python），可以直接做到这一点，或者至少有些东西可以快速绘制sprites/3d-objects并在多个时间步骤中进行动画处理？

对于第一阶段，简单的2D动画就足够了。但是我希望有扩展选项，支持3D和用户交互（更改视图、动画控制、将动画导出到文件等）。

只是为了澄清，我不是要渲染复杂的场景。像以下这样的东西就可以：

这个图片是一个类似数据集单帧的屏幕截图。

- Shawn Chin

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我知道一本叫做《Python数据可视化入门》的书可能会对你有所帮助。但是我自己不了解Python可视化方面的知识，抱歉。 - Niels Bom

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“...我需要在接下来的几个小时内有一个运行中的东西....” - 不太可能。 - duffymo

@duffymo 我猜想可能是这样。我还是冒险问一下，以防有一个轮子可以使用。 - Shawn Chin

（无关）奇怪的是，我的pyglet链接在@Hansmukh的编辑后消失了，但差异并没有捕捉到。S.O的bug？还是隐形手的有意删除？ - Shawn Chin

根据使用情况，为什么不使用matplotlib并循环遍历每个时间步，并保存图表的.jpeg文件。然后将文件组合成.gif文件，请参见：https://pythonprogramming.net/matplotlib-3d-scatterplot-tutorial/ - Maeaex1

5个回答

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使用Houdini进行3D动画

Side Effects Software的Houdini是一款业界级别的3D动画应用程序，具有出色的Python绑定、Python表达式和通用支持。您可以轻松地导入数据，甚至在应用程序中使用Python shell进行调试。

导入数据后，您可以利用完整的动画和可视化工具以及出色的捆绑渲染器“Mantra”。

还有一个免费的"Apprentice"版本，几乎没有任何限制，并提供各种付费许可证级别。

- Ian Mackinnon

谢谢。看起来这是一个非常成熟的工具，但也许对于我所需的有点过重了。我会更新问题，并提供一个样本输出。 - Shawn Chin

顺便提一下，Maya 也有相当不错的 Python 支持，但对于程序员来说，整个程序比 Houdini 更加受限制。 - Ian Mackinnon

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我们使用了pyOGRE，它是连接到OGRE库的Python绑定。OGRE描述自己为：

“什么是OGRE？OGRE（面向场景的灵活3D引擎）是一个基于C++编写的灵活的3D引擎，旨在使开发人员更轻松、更直观地制作利用硬件加速的3D图形应用程序。该类库抽象了使用底层系统库（如Direct3D和OpenGL）的所有细节，并提供了基于世界对象和其他直观类的接口。”

- bgporter

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在二维情况下，为什么不使用matplotlib来绘制模拟帧的散点图呢？

例如：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# Just some sample data but I'm assuming that you 
# can get your data into vectors like this.
x = np.random.randn(100)
y = np.random.randn(100)

plt.figure()
plt.plot(x,y, '.')
plt.savefig('frame0000.png')

您可以从这些帧中制作视频。

至于3D - 您可以尝试使用matplotlib的mlab或mplot3D。根据我的经验，mlab有点难以启动。如果您需要更多关于使用matplotlib的帮助，请在此帖子下留言。

http://www.scipy.org/Cookbook/Matplotlib/mplot3D http://code.enthought.com/projects/mayavi/docs/development/html/mayavi/mlab.html

- dtlussier

谢谢dtlussier。这将是对我目前拥有的东西的改进。然而，我提出这个问题的原因是因为我渴望为数据添加一些交互性——允许用户深入特定区域并暂停/重播/减速等。这显然需要比“几个小时”更多的工作，因此在短期内，我需要确保我使用的技术能够支持这些要求。 - Shawn Chin

你的数据目前是什么格式？我在 Paraview 中进行粒子可视化。它绝对提供了你要寻找的交互类型，以及许多其他的可视化功能。如果你感兴趣，我可以私下发送一些信息给你，帮助你入门。 - dtlussier

数据目前以XML格式存在，将其转换为其他格式应该很容易。Paraview似乎是我们应该考虑的长期解决方案。我们有用户并行运行代码，能够在不必先聚合数据的情况下可视化分布式数据将是非常好的。我的电子邮件是shawnchin（AT）gmail。非常感谢！ - Shawn Chin

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看一下PyODE。这将有助于物理部分。至于图形，你需要自己解决。

- duffymo

谢谢。我已经发现了那个，但是我不需要一个物理引擎。我正在处理一个仿真程序，它完成所有的“聪明部分”，并在每个时间步之后输出每个粒子的位置。现在我正在尝试以合理的格式显示这些原始数据。 - Shawn Chin

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可以查看英文原文，
原文链接

- PaulMcG · Accepted Answer

Pyprocessing 是一个处理 processing Java动画库的Python程序。processing开发环境包含了一些非常好的实现粒子系统的示例。