Matplotlib三維散佈動畫

Question

我正在繪製星團中的位置，我的數據在x，y，z位置以及時間索引的數據框中。

我能夠產生一個三維散點圖，並試圖產生一個旋轉的情節 - 我一直有點成功，但掙扎着通過動畫API。

如果我的「update_graph」函數只是返回一個新的ax.scatter（），舊的將保持繪製，除非我重建整個圖形。這似乎效率低下。另外，我必須將間隔設置得相當高，否則我的動畫會「跳過」其他任何一幀，所以它說我的表現相當糟糕。最後，我不得不使用「blit = False」，因爲我無法獲得3d散點圖的迭代器。顯然，「graph.set_data（）」不起作用，我可以使用「graph.set_3d_properties」，但它只允許我使用新的z座標。

因此，我已拼湊一個cluuge--（i的數據採用的是在 https://www.kaggle.com/mariopasquato/star-cluster-simulations 滾動到下）

另外我只繪製100個點（數據=數據[data.id < 100]）

我的（工作）的代碼如下：

def update_graph(num): 
    ax = p3.Axes3D(fig) 
    ax.set_xlim3d([-5.0, 5.0]) 
    ax.set_xlabel('X') 
    ax.set_ylim3d([-5.0, 5.0]) 
    ax.set_ylabel('Y') 
    ax.set_zlim3d([-5.0, 5.0]) 
    ax.set_zlabel('Z') 
    title='3D Test, Time='+str(num*100) 
    ax.set_title(title) 
    sample=data0[data0['time']==num*100] 
    x=sample.x 
    y=sample.y 
    z=sample.z 
    graph=ax.scatter(x,y,z) 
    return(graph) 

fig = plt.figure() 
ax = p3.Axes3D(fig) 

# Setting the axes properties 
ax.set_xlim3d([-5.0, 5.0]) 
ax.set_xlabel('X') 
ax.set_ylim3d([-5.0, 5.0]) 
ax.set_ylabel('Y') 
ax.set_zlim3d([-5.0, 5.0]) 
ax.set_zlabel('Z') 
ax.set_title('3D Test') 
data=data0[data0['time']==0] 
x=data.x 
y=data.y 
z=data.z 
graph=ax.scatter(x,y,z) 

# Creating the Animation object 
line_ani = animation.FuncAnimation(fig, update_graph, 19, 
           interval=350, blit=False) 
plt.show() 

Answer 1

的散點圖在3D是mpl_toolkits.mplot3d.art3d.Path3DCollection對象。這提供了一個屬性_offsets3d，該屬性託管一個元組(x,y,z)並且可以用來更新散點的座標。因此，不必在動畫的每次迭代中創建整個繪圖，而只需更新其點。

以下是有關如何執行此操作的工作示例。

import numpy as np 
from matplotlib import pyplot as plt 
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D 
import matplotlib.animation 
import pandas as pd 


a = np.random.rand(2000, 3)*10 
t = np.array([np.ones(100)*i for i in range(20)]).flatten() 
df = pd.DataFrame({"time": t ,"x" : a[:,0], "y" : a[:,1], "z" : a[:,2]}) 

def update_graph(num): 
    data=df[df['time']==num] 
    graph._offsets3d = (data.x, data.y, data.z) 
    title.set_text('3D Test, time={}'.format(num)) 


fig = plt.figure() 
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d') 
title = ax.set_title('3D Test') 

data=df[df['time']==0] 
graph = ax.scatter(data.x, data.y, data.z) 

ani = matplotlib.animation.FuncAnimation(fig, update_graph, 19, 
           interval=40, blit=False) 

plt.show() 

此解決方案不允許blitting。但是，根據使用情況，可能根本不需要使用散點圖;使用正常plot可能同樣可能，這允許blitting - 如下面的示例所示。

import numpy as np 
from matplotlib import pyplot as plt 
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D 
import matplotlib.animation 
import pandas as pd 


a = np.random.rand(2000, 3)*10 
t = np.array([np.ones(100)*i for i in range(20)]).flatten() 
df = pd.DataFrame({"time": t ,"x" : a[:,0], "y" : a[:,1], "z" : a[:,2]}) 

def update_graph(num): 
    data=df[df['time']==num] 
    graph.set_data (data.x, data.y) 
    graph.set_3d_properties(data.z) 
    title.set_text('3D Test, time={}'.format(num)) 
    return title, graph, 


fig = plt.figure() 
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d') 
title = ax.set_title('3D Test') 

data=df[df['time']==0] 
graph, = ax.plot(data.x, data.y, data.z, linestyle="", marker="o") 

ani = matplotlib.animation.FuncAnimation(fig, update_graph, 19, 
           interval=40, blit=True) 

plt.show() 

Answer 2

如果使用Jupyter筆記本記得用%matplotlib notebook不使用%matplotlib inline。