在Jupyter Notebook中使用Matplotlib制作3D矩阵动画

Question

我有一个形状为(100,50,50)的三维矩阵，例如：

import numpy as np
data = np.random.random(100,50,50)

我希望您能够创建一个动画，将大小为（50,50）的2D切片显示为热力图或imshow。

例如：

import matplotlib.pyplot as plt

plt.imshow(data[0,:,:])
plt.show()

将会显示此动画的第一帧。我希望在Jupyter Notebook中也能显示。我目前正在按照这篇教程进行内联笔记本动画的显示，但我不知道如何用我的2D数组切片替换1D线性数据。

我知道我需要创建一个图形元素、一个初始化函数和一个动画函数。按照那个例子，我尝试过：

fig, ax = plt.subplots()

ax.set_xlim((0, 50))
ax.set_ylim((0, 50))

im, = ax.imshow([])

def init():
    im.set_data([])
    return (im,)

# animation function. This is called sequentially
def animate(i):
    data_slice = data[i,:,:]
    im.set_data(i)
    return (im,)

# call the animator. blit=True means only re-draw the parts that have changed.
anim = animation.FuncAnimation(fig, animate, init_func=init,
                               frames=100, interval=20, blit=True)

HTML(anim.to_html5_video())

无论我尝试什么，都会出现各种错误，大多数与此行有关：im, = ax.imshow([])

非常感谢您的帮助！

- rh1990

Answer 1

几个问题：

1. 您缺少了很多导入。
2. numpy.random.random需要一个元组作为输入，而不是3个参数。
3. imshow需要一个数组作为输入，而不是一个空列表。
4. imshow返回一个AxesImage，不能被拆开。因此在赋值时没有,。
5. .set_data()期望的是数据，而不是帧编号作为输入。

完整代码：

from IPython.display import HTML
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.animation as animation

data = np.random.rand(100,50,50)

fig, ax = plt.subplots()

ax.set_xlim((0, 50))
ax.set_ylim((0, 50))

im = ax.imshow(data[0,:,:])

def init():
    im.set_data(data[0,:,:])
    return (im,)

# animation function. This is called sequentially
def animate(i):
    data_slice = data[i,:,:]
    im.set_data(data_slice)
    return (im,)

# call the animator. blit=True means only re-draw the parts that have changed.
anim = animation.FuncAnimation(fig, animate, init_func=init,
                               frames=100, interval=20, blit=True)

HTML(anim.to_html5_video())

- ImportanceOfBeingErnest