在 matplotlib 中为茎图制作动画

Question

我正在尝试在 matplotlib 中为茎图制作动画，但找不到必要的文档来帮助我。我有一系列数据文件，每个文件看起来像这样：

1 0.345346
2 0.124325
3 0.534585

我想将每个文件绘制为一个单独的框架。

根据this 和this other 教程，我应该创建一个函数来更新每个绘图对象中包含的数据（艺术家？我不确定术语）

从第二个链接来看，这是更新函数

def update(frame):
global P, C, S

# Every ring is made more transparent
C[:,3] = np.maximum(0, C[:,3] - 1.0/n)

# Each ring is made larger
S += (size_max - size_min) / n

# Reset ring specific ring (relative to frame number)
i = frame % 50
P[i] = np.random.uniform(0,1,2)
S[i] = size_min
C[i,3] = 1

# Update scatter object
scat.set_edgecolors(C)
scat.set_sizes(S)
scat.set_offsets(P)

# Return the modified object
return scat,

我怎样才能使这种更新功能适用于茎图？ stem 的 documentation 非常简短（实际上这是我正在学习 matplotlib 时反复出现的问题），但 example code 表明 stem 的输出是元组 markerline, stemlines, baseline 而不是艺术家对象，例如 plt.plot 或 plt.imshow。

那么，当我为动画编写 update 函数时，如何更新主干图中的数据？

Answer 1

给你！

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.animation import FuncAnimation

import numpy as np

fig, ax = plt.subplots()
x = np.linspace(0.1, 2*np.pi, 10)
markerline, stemlines, baseline = ax.stem(x, np.cos(x), '-.')

def update(i):
    ax.cla()
    markerline, stemlines, baseline = ax.stem(x, np.cos(x+i/10), '-.')
    ax.set_ylim((-1, 1))

anim = FuncAnimation(fig, update, frames=range(10, 110, 10), interval=500)
anim.save('so.gif', dpi=80, writer='imagemagick')

我认为可以有更好的方法来实现这一点-不需要每次都清除情节。但是，这行得通！

Answer 2

当使用关键字use_line_collection=True（自 Matplotlib 3.3 以来的默认行为）时，可以更新三个元素

• 标记线
• 茎线
• 基线

个人。这是正弦波示例的代码：

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

fig, ax = plt.subplots()
x = np.linspace(0.1, 2*np.pi, 10)
y = np.cos(x)
bottom = 0
h_stem = ax.stem(x, y, bottom=bottom, use_line_collection=True, linefmt='-.')

def update(i):
    y = np.cos(x+i/10)

    # markerline
    h_stem[0].set_ydata(y)
    h_stem[0].set_xdata(x)  # not necessary for constant x 

    # stemlines
    h_stem[1].set_paths([np.array([[xx, bottom], 
                                   [xx, yy]]) for (xx, yy) in zip(x, y)])

    # baseline
    h_stem[2].set_xdata([np.min(x), np.max(x)])
    h_stem[2].set_ydata([bottom, bottom])  # not necessary for constant bottom

anim = FuncAnimation(fig, update, frames=range(10, 110, 10), interval=1)
anim.save('so.gif', dpi=80, writer='imagemagick')

根据应该更新哪些值(x, y, bottom)，您可以省略此更新的某些部分或重用当前值。我写了一个更通用的函数，你可以传递这些值的任意组合：

def update_stem(h_stem, x=None, y=None, bottom=None):
    if x is None:
        x = h_stem[0].get_xdata()
    else:
        h_stem[0].set_xdata(x)
        h_stem[2].set_xdata([np.min(x), np.max(x)])

    if y is None:
        y = h_stem[0].get_ydata()
    else:
        h_stem[0].set_ydata(y)

    if bottom is None:
        bottom = h_stem[2].get_ydata()[0]
    else:
        h_stem[2].set_ydata([bottom, bottom])

    h_stem[1].set_paths([np.array([[xx, bottom], 
                                   [xx, yy]]) for (xx, yy) in zip(x, y)])