如何在Matplotlib中更新3D箭头动画 [英] How to update 3D arrow animation in matplotlib

问题描述

我正在尝试使用matplotlib在python中重现

我能够生成矢量箭头使用3D颤动功能，但由于我

所以，问题是：如何生成许多不同长度的3D箭头？重要的是，我是否可以通过这种方式生成它们，以便可以轻松地为动画的每一帧进行修改？

到目前为止，这是我的代码，有希望的3D颤动方法：

  import numpy as np 
 import matplotlib.pyplot as plt 
 import mpl_toolkits。 mplot3d.axes3d 
 
 ax1 = plt.subplot（111，projection ='3d'）
 
t = np.linspace（0,10,40）
 
y = np.sin（t）
z = np.sin（t）
行，= ax1.plot（t，y，z，color ='r'，lw = 2）
 
 ax1.quiver（t，y，z，t * 0，y，z）
 plt.show（）
  

解决方案

就像Azad所建议的那样，一个不大但有效的解决方案是简单地编辑mpl_toolkits / mplot3d / axes3d.py来删除规范化。因为我不想弄乱我的实际matplotlib安装，所以我只是将axes3d.py文件复制到其他脚本所在的目录中，并修改了行

  norm = math.sqrt（u ** 2 + v ** 2 + w ** 2）
  

至

 范数= 1 
  

（请务必更改正确的行。 norm的另一种用法是高出几行。）此外，还可以使axes3d.py在运行时正确运行在mpl目录之外，我从更改了

 。从导入art3d 
。从导入proj3d 
。导入axis3d 
  

至

 来自mpl_toolkits.mplot3d导入art3d 
来自mpl_toolkits.mplot3d导入proj3d 
来自mpl_toolkits.mplot3d导入axis3d 
  

这是我能够生成的漂亮动画（不确定颜色出了什么问题，在上传到SO之前看起来还不错）。

生成动画的代码：

  import numpy as np 
 import matplotlib.pyplot as plt 
 import axes3d_hacked 
 
 ax1 = plt.subplot（111，projection ='3d'）
 plt.ion（）
 plt.show（）
 
t = np.linspace（0,10 ，40）
 
的索引，枚举延迟（np.linspace（0,1,20））：
y = np.sin（t + delay）
z = np。如果延迟> sin（t + delay）
 
 0：
 line.remove（）
 ax1.collections.remove（linecol）
 
行= ax1.plot（t，y，z，color ='r'， lw = 2）
 linecol = ax1.quiver（t，y，z，t * 0，y，z）
 
 plt.savefig（'images / Frame％03i.gif'％ index）
 plt.draw（）
 
 plt.ioff（）
 plt.show（）
  

现在，如果我只能让那些箭头看上去更漂亮，并且头部充满魅力。但这是一个单独的问题...

编辑：将来，matplotlib不会自动根据此拉出请求。

I am trying to reproduce the left plot of this animation in python using matplotlib.

I am able to generate the vector arrows using the 3D quiver function, but as I read here, it does not seem possible to set the lengths of the arrows. So, my plot does not look quite right:

So, the question is: how do I generate a number of 3D arrows with different lengths? Importantly, can I generate them in such a way so that I can easily modify for each frame of the animation?

Here's my code so far, with the not-so-promising 3D quiver approach:

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import mpl_toolkits.mplot3d.axes3d

ax1 = plt.subplot(111,projection='3d')

t = np.linspace(0,10,40)

y = np.sin(t)
z = np.sin(t)
line, = ax1.plot(t,y,z,color='r',lw=2)

ax1.quiver(t,y,z, t*0,y,z)
plt.show() 

解决方案

As Azad suggests, an inelegant, but effective, solution is to simply edit the mpl_toolkits/mplot3d/axes3d.py to remove the normalization. Since I didn't want to mess with my actual matplotlib installation, I simply copied the axes3d.py file to the same directory as my other script and modified the line

norm = math.sqrt(u ** 2 + v ** 2 + w ** 2)

to

norm = 1

(Be sure to change the correct line. There is another use of "norm" a few lines higher.) Also, to get axes3d.py to function correctly when it's outside of the mpl directory, I changed

from . import art3d
from . import proj3d
from . import axis3d

to

from mpl_toolkits.mplot3d import art3d
from mpl_toolkits.mplot3d import proj3d
from mpl_toolkits.mplot3d import axis3d

And here is the nice animation that I was able to generate (not sure what's going wrong with the colors, it looks fine before I uploaded to SO).

And the code to generate the animation:

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import axes3d_hacked

ax1 = plt.subplot(111,projection='3d')
plt.ion()
plt.show()

t = np.linspace(0,10,40)

for index,delay in enumerate(np.linspace(0,1,20)):
    y = np.sin(t+delay)
    z = np.sin(t+delay)

    if delay > 0:
        line.remove()
        ax1.collections.remove(linecol)

    line, = ax1.plot(t,y,z,color='r',lw=2)
    linecol = ax1.quiver(t,y,z, t*0,y,z)

    plt.savefig('images/Frame%03i.gif'%index)
    plt.draw()

plt.ioff()
plt.show()

Now, if I could only get those arrows to look prettier, with nice filled heads. But that's a separate question...

EDIT: In the future, matplotlib will not automatically normalize the arrow lengths in the 3D quiver per this pull request.

这篇关于如何在Matplotlib中更新3D箭头动画的文章就介绍到这了，希望我们推荐的答案对大家有所帮助，也希望大家多多支持IT屋！