python matplotlib 从函数更新散点图

Question

我正在尝试自动更新散点图。 我的 X 和 Y 值的来源是外部的，数据会以不可预测的时间间隔（轮次）自动推送到我的代码中。

我只是在整个过程结束时才绘制了所有数据，而我正在尝试不断地将数据添加和绘制到我的画布中。

我得到的（在整个运行结束时）是这样的：

然而，我追求的是：

我的代码的简化版本：

import matplotlib.pyplot as plt

def read_data():
    #This function gets the values of xAxis and yAxis
    xAxis = [some values]  #these valuers change in each run
    yAxis = [other values] #these valuers change in each run

    plt.scatter(xAxis,yAxis, label  = 'myPlot', color = 'k', s=50)     
    plt.xlabel('x')
    plt.ylabel('y')
    plt.show()

Answer 1

有多种方法可以对 matplotlib 绘图进行动画处理。下面让我们看两个使用散点图的最小示例。

(a) 使用交互模式

plt.ion()

要发生动画，我们需要一个事件循环。获取事件循环的一种方法是使用

plt.ion()

（“交互式”）。然后需要首先绘制图形，然后可以循环更新绘图。在循环内，我们需要绘制画布并为窗口引入一点暂停以处理其他事件（例如鼠标交互等）。如果没有这个暂停，窗口就会冻结。最后，我们调用

plt.waitforbuttonpress()

让窗口即使在动画完成后也保持打开状态。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

plt.ion()
fig, ax = plt.subplots()
x, y = [],[]
sc = ax.scatter(x,y)
plt.xlim(0,10)
plt.ylim(0,10)

plt.draw()
for i in range(1000):
    x.append(np.random.rand(1)*10)
    y.append(np.random.rand(1)*10)
    sc.set_offsets(np.c_[x,y])
    fig.canvas.draw_idle()
    plt.pause(0.1)

plt.waitforbuttonpress()

(b) 使用

FuncAnimation

上述大部分内容都可以使用

matplotlib.animation.FuncAnimation

实现自动化。 FuncAnimation 将负责循环和重绘，并在给定的时间间隔后不断调用函数（在本例中为

animate()

）。动画只会在调用

plt.show()

后开始，从而在绘图窗口的事件循环中自动运行。

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

fig, ax = plt.subplots()
x, y = [],[]
sc = ax.scatter(x,y)
plt.xlim(0,10)
plt.ylim(0,10)

def animate(i):
    x.append(np.random.rand(1)*10)
    y.append(np.random.rand(1)*10)
    sc.set_offsets(np.c_[x,y])

ani = matplotlib.animation.FuncAnimation(fig, animate, 
                frames=2, interval=100, repeat=True) 
plt.show()

Answer 2

据我了解，您想以交互方式更新您的情节。如果是这样，您可以使用绘图而不是散点图，并像这样更新绘图的数据。

import numpy
import matplotlib.pyplot as plt 
fig = plt.figure()
axe = fig.add_subplot(111)
X,Y = [],[]
sp, = axe.plot([],[],label='toto',ms=10,color='k',marker='o',ls='')
fig.show()
for iter in range(5):
    X.append(numpy.random.rand())
    Y.append(numpy.random.rand())
    sp.set_data(X,Y)
    axe.set_xlim(min(X),max(X))
    axe.set_ylim(min(Y),max(Y))
    raw_input('...')
    fig.canvas.draw()

如果这是您正在寻找的行为，您只需要创建一个附加 sp 数据的函数，并在该函数中获取您想要绘制的新点（通过 I/O 管理或您的任何通信过程）重新使用）。 我希望它有帮助。

Answer 3

这是在 Jupyter Notebook 中创建交互式绘图的一种方法

# Import Libraries

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from IPython.display import display, clear_output

# Create figure and subplot

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(1, 1, 1) 

# Define and update plot

for i in range(20):
    x = np.linspace(0, i, 100);
    y = np.cos(x) 
    ax.set_xlim(0, i)    
    ax.cla()
    ax.plot(x, y)
    display(fig)    
    clear_output(wait = True)
    plt.pause(0.1)

这将迭代更新相同的图。这里给出了详细的描述https://pythonguides.com/matplotlib-update-plot-in-loop/