在 Matplotlib FuncAnimation 中制作动画时难以使用附加函数

Question

所以，我编写了一个简单的代码来使用 Matplotlib 的 FuncAnimation 创建一个动画图形。但是没有输出。 我认为错误出在“np.append”函数中，因为如果我给“animate”函数提供预制的 x、y、z 数组，代码就可以工作。但是，我不明白为什么这不起作用！

%matplotlib notebook

import numpy as np
import mpl_toolkits.mplot3d.axes3d as p3
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.animation as animation

del_t = 0.01 ##Time-step value

x=np.array([0.0])
y=np.array([10.0])
z=np.array([0.0])

#These functions give how (x, y, z) co-ordinate
#changes with time
def dx_dt(x, y, z):
    return 10*(y-x)
def dy_dt(x, y, z):
    return -x*z + 28*x - y
def dz_dt(x, y, z):
    return x*y-(8/3)*z

#Runge-Kutta Method for numerical solution of differential equations
#These functions give next (x, y, z) co-ordinate
def next_xpt(x, y, z):
    k1 = dx_dt(x, y, z) * del_t
    k2 = dx_dt(x + k1/2, y, z) * del_t
    k3 = dx_dt(x + k2/2, y, z) * del_t
    k4 = dx_dt(x + k3, y, z) * del_t
    return x + (k1 + 2*k2 + 2*k3 + k4)/6
def next_ypt(x, y, z):
    k1 = dy_dt(x, y, z) * del_t
    k2 = dy_dt(x, y + k1/2, z) * del_t
    k3 = dy_dt(x, y + k2/2, z) * del_t
    k4 = dy_dt(x, y + k3, z) * del_t
    return y + (k1 + 2*k2 + 2*k3 + k4)/6
def next_zpt(x, y, z):
    k1 = dz_dt(x, y, z) * del_t
    k2 = dz_dt(x, y, z + k1/2) * del_t
    k3 = dz_dt(x, y, z + k2/2) * del_t
    k4 = dz_dt(x, y, z + k3) * del_t
    return z + (k1 + 2*k2 + 2*k3 + k4)/6

fig = plt.figure()
ax = p3.Axes3D(fig)

#Creating a line object
line, = ax.plot3D([0.0],[10.0],[0.0],'-b') 

ax.set_xlim3d(-30,30)
ax.set_xlabel("X")
ax.set_ylim3d(-30,30)
ax.set_ylabel("Y")
ax.set_zlim3d(-30,30)
ax.set_zlabel("Z")
ax.set_title("Lorenz Strange Attractor")

def animate(i, x, y, z, line):
    np.append(x, next_xpt(x[i], y[i], z[i]))
    np.append(y, next_ypt(x[i], y[i], z[i]))
    np.append(z, next_zpt(x[i], y[i], z[i]))
    line.set_data(x[:i+1],y[:i+1])
    line.set_3d_properties(z[:i+1])
    return line

ani = animation.FuncAnimation(fig, animate, fargs = (x, y, z, line), interval=50, blit=False)

Answer 1

您需要将追加的结果保存在数组x、y 和z 中。您看到它附加的原因是因为您最有可能以交互方式测试它。但是正如@hpaulj 提到的，为了您的目的，您必须将附加的数组存储在函数中。此外，您必须将x, y, z 声明为global 以反映更改以避免IndexError。要初始化线对象，您可以定义一个init 函数，然后只需在您的FuncAnimation 中传递可迭代索引i

docs 说（强调我的）

返回：追加：ndarray

带有附加到轴的值的 arr 副本。请注意，追加不会就地发生：分配并填充了一个新数组。

您必须存储 新数组

# Initizlise x, y, z here

def init():
    line.set_data([], [])
    line.set_3d_properties([])
    return line,

# dx_dt, dy_dt, dz_dt etc. functions here 

fig = plt.figure()
ax = p3.Axes3D(fig)

#Creating a line object
line, = ax.plot3D([0.0],[10.0],[0.0],'-b') 

# Setting axes limits here    

def animate(i):
    global x, y, z
    x = np.append(x, next_xpt(x[i], y[i], z[i]))
    y = np.append(y, next_ypt(x[i], y[i], z[i]))
    z = np.append(z, next_zpt(x[i], y[i], z[i]))
    line.set_data(x[:i+1],y[:i+1])
    line.set_3d_properties(z[:i+1])
    return line,

ani = animation.FuncAnimation(fig, animate, init_func=init, interval=50, blit=False)