Matplotlib 动画图包含以前的数据

Question

我正在尝试使用 pylab 的 blitting 以快速帧速率为我的绘图设置动画；下面的代码似乎工作正常，但在旧数据之上绘制新数据而不是重新绘制，因此我最终得到一个填充线条而不是一条动画线条的图形（在每个子图中）。任何建议以尽可能快的帧速率获得一条动画线（在每个子图中）都非常感谢。

import pylab
import time
import threading
import random
import math

time_series, cos_series, sin_series = [], [], []
MAX = 100

# This generates new data for the plot

def data_generator():

    while True:
        time.sleep(0.1)
        ts = time.time()
        time_series.append(ts)
        cos_series.append(math.sin( ts ))
        sin_series.append(math.cos( ts ))

        if len(cos_series) > MAX:
            cos_series.pop(0)

        if len(sin_series) > MAX:
            sin_series.pop(0)

        if len(time_series) > MAX:
            time_series.pop(0)

if __name__ == '__main__':

    # Run the receiving function in a separate thread.

    thread = threading.Thread(target=data_generator)
    thread.daemon = True
    thread.start()

    fig = pylab.figure()

    ax = fig.add_subplot(211)
    bx = fig.add_subplot(212)

    ax.grid(True)
    bx.grid(True)

    print(len(time_series),len(sin_series),len(cos_series))

    fig.show()
    fig.canvas.draw()

    line1, = ax.plot(time_series, sin_series, '-.k', animated=True)
    line2, = bx.plot(time_series, cos_series, 'r+-', animated=True)

    ax.legend(['Sin(x)'])
    bx.legend(['Cos(x)'])

    ax.set_ylim([-1,1])
    bx.set_ylim([-1,1])

    background_a = [fig.canvas.copy_from_bbox(ax.bbox)]
    background_b = [fig.canvas.copy_from_bbox(bx.bbox)]

    timer = 0
    t_start = time.time()

    # Continuously update plot

    while True:

        time.sleep(0.1)

        line1.set_data(time_series,sin_series)
        ax.set_xlim([time_series[0],time_series[-1]])
        line2.set_data(time_series,cos_series)
        bx.set_xlim([time_series[0],time_series[-1]])

        ax.draw_artist(line1)
        bx.draw_artist(line2)

        fig.canvas.restore_region(background_a)
        fig.canvas.restore_region(background_b)

        fig.canvas.blit(ax.bbox)
        fig.canvas.blit(bx.bbox)

        timer += 1
        print('FPS = ',timer/(time.time() - t_start))

Answer 1

您的代码有两个问题。

首先，当你这样做时：

background_a = [fig.canvas.copy_from_bbox(ax.bbox)]
background_b = [fig.canvas.copy_from_bbox(bx.bbox)]

您不应该将缓冲区对象放在列表中 - restore_region 只是直接获取缓冲区对象，因此您应该这样做：

background_a = fig.canvas.copy_from_bbox(ax.bbox)
background_b = fig.canvas.copy_from_bbox(bx.bbox)

其次，在渲染循环中，您需要先恢复背景，然后再在顶部绘制任何更新的线条艺术家，否则您将始终在移动线条的顶部绘制背景。将这些行移到您的 draw_artist 调用上方，如下所示：

fig.canvas.restore_region(background_a)
fig.canvas.restore_region(background_b)

ax.draw_artist(line1)
bx.draw_artist(line2)

fig.canvas.blit(ax.bbox)
fig.canvas.blit(bx.bbox)

现在一切正常。

更新

如果您希望在动画期间也更新 x 轴，事情会变得有点复杂。首先，您需要将 x 轴设置为为两组轴设置动画：

ax = fig.add_subplot(211)
bx = fig.add_subplot(212)
ax.xaxis.set_animated(True)
bx.xaxis.set_animated(True)

轴边界框 (ax.bbox) 不包含刻度标签，因此为了在渲染循环期间获得足够大的区域来恢复，您需要缓存图形画布的更大区域，例如整个图形边界框：

figbackground = fig.canvas.copy_from_bbox(fig.bbox)

并恢复背景：

fig.canvas.restore_region(figbackground)

在每个时间点，您需要强制重新绘制 x 轴以及线条：

ax.draw_artist(line1)
bx.draw_artist(line2)
ax.xaxis.draw(fig.canvas.renderer)
bx.xaxis.draw(fig.canvas.renderer)

最后，当您执行 blitting 时，您需要使用包含刻度标签的轴剪贴框，而不是边界框，后者不包含：

fig.canvas.blit(ax.clipbox)
fig.canvas.blit(bx.clipbox)

随着这些更改，刻度标签和 x-gridlines 将得到更新，但到目前为止，我还没有弄清楚如何准确地获取 y-gridlines 和要正确绘制的图例。希望这能让您对如何执行此操作有所了解。

tcaswell 建议查看 Animation 类也是正确的 - 对于您的情况，它可能会变得更简单，尽管我认为了解 blitting 在引擎盖下的工作原理也很好。