如何在python动画中添加图例/标签

Question

我想在 python 动画中添加一个图例，比如下面的line.set_label()。它类似于plt.plot(x,y,label='%d' %*variable*)。

但是，我发现代码在这里不起作用。动画仅显示线条变化，但没有可用的标签或图例。我该如何解决这个问题？

 from matplotlib import pyplot as plt 
 from matplotlib import animation

fig = plt.figure()

ax = plt.axes(xlim=(0, 2), ylim=(0, 100))

N = 3
lines = [plt.plot([], [])[0] for _ in range(N)]


def init():    
    for line in lines:
        line.set_data([], [])
    return lines

def animate(i):
    for j,line in enumerate(lines):
        line.set_data([0, 2], [10*j,i])
        line.set_label('line %d, stage %d'%(j,i))
    return lines

anim = animation.FuncAnimation(fig, animate, init_func=init,
                               frames=100, interval=20, blit=True)

plt.show()

Answer 1

我根本不是 matplotlib 方面的专家，但在 Double Pendulum animation 中，它们显示的文本会发生变化，这会导致一些可以帮助您的变化。

要获得线条实际颜色的图例，您可以将初始设置 lines 更改为：

lines = [plt.plot([], [], label = 'line {}'.format(i))[0] for i in range(N)]

或在init() 函数的for 循环中添加line.set_label()。这两个似乎都按预期工作。至少如果您在plt.show() 之前添加plt.legend(loc="upper left")。

但是set_label 在animate() 函数中不起作用，但是根据链接的动画，您可以使用添加到动画中的特定文本字段，这似乎工作得很好。在lines初始化后添加如下代码：

texts = [ax.text(0.80, 0.95-i*0.05,  '', transform=ax.transAxes) for i in range(N)]

并将animate() 更改为：

def animate(i):
    for j in range(N):
        lines[j].set_data([0, 2], [10*j,i]) #, label="hei {}".format(i))
        texts[j].set_text('line %d, stage %d'%(j,i))
    return lines

这会将文本放置在靠近右上角的位置，并针对每个动画步骤进行更新。由于线条仍然显示其图例，您可以简化为仅显示舞台的文本。但我将消息的微调留给您自行决定。

附录：延长 Line2D

另一种选择可能可能是扩展lines.Line2D 并在您的动画中使用这些行，类似于this article。不确定这是否适用于动画，但如果您无法使用上述方法，这可能值得一试。

Answer 2

您必须在动画函数中返回图例才能对其进行渲染。 试试这个吧：

legend = plt.legend()
def animate(i):
    for j,line in enumerate(lines):
        line.set_data([0, 2], [10*j,i])
        line.set_label('line %d, stage %d'%(j,i))
    legend.remove()
    legend = plt.legend()
    return lines + [legend]

你还应该在你的init函数中包含相同的代码，在调整窗口大小时使用init，否则调整大小时图例会消失

Answer 3

您可以在下面尝试这个最小的工作示例。图例hlegend的句柄由文本htext的句柄组成，因此我们可以在hf_frame中更新htext的内容。

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

fig, ax = plt.subplots()
N0 = 20
xdata = np.linspace(0, 2*np.pi, 100)
omega = np.linspace(1, 4, N0)
ydata = np.sin(omega[:,np.newaxis]*xdata)
hline0, = ax.plot(xdata, ydata[0], label=f'omega={omega[0]:.3f}')
hlegend = ax.legend(loc='upper right')
def hf_frame(ind0):
    hline0.set_data(xdata, ydata[ind0])
    label_i = f'{omega[ind0]:.3f}'
    # hline0.set_label(label_i) #doesn't help
    htext = hlegend.get_texts()[0]
    htext.set_text(label_i)
    return hline0,htext
ani = matplotlib.animation.FuncAnimation(fig, hf_frame, frames=N0, interval=200)
plt.show()