matplotlib 入門 (13) nitta@tsuda.ac.jp

13章: アニメーション (Google Colab 対応)

JSAnimation

公式のdocument: https://matplotlib.org/api/animation_api.html

matplotlib version 2.1 から、JSAnimation は matplotlib に取り込まれた。

JSAnimation は matplotlib.pyplot で生成したplotを連続して表示することで、アニメーション表示を実現している。

%matplotlib notebook というマジックを使う。 %matplotlib inline ではないことに注意すること。

ArtistAnimation() は生成した画像の配列を渡して、まとめて表示する。 FuncAnimation() は画像を生成する度に表示を行う。

ArtistAnimation : 画像の配列を渡す

一つの座標系 (Axes)

%matplotlib notebook

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib import animation
from IPython import display

is_colab = 'google.colab' in str(get_ipython())   # for Google Colab

x = np.linspace(0, 2 * np.pi, 100)

fig, ax = plt.subplots(1, 1, figsize=(6,4))

images=[]
for i in range(20): 
    y = np.sin(x + 2 * np.pi * (i/20))
    img = ax.plot(x, y, color='b')
    images.append(img)

ax.set_xlabel(r"$x$")
ax.set_ylabel(r"$y$")
ax.set_xlim(0, 2*np.pi)
ax.set_ylim(-1.2, 1.2) 

anim = animation.ArtistAnimation(fig, images, repeat=False, blit=True)

if is_colab:    # for Google Colab
    display.display(display.HTML(anim.to_jshtml()))
    plt.close()
else:
    plt.show()

Once Loop Reflect

anim.save('./anim13a.mp4')

複数の座標系 (Axes)

%matplotlib notebook

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib import animation
from IPython import display

is_colab = 'google.colab' in str(get_ipython())   # for Google Colab

x = np.linspace(0, 2 * np.pi, 100)
x2 = np.arange(100)

fig, ax = plt.subplots(1, 2, figsize=(6*2,4))

images=[]
for i in range(20): 
    y = np.sin(x + 2 * np.pi * (i/20))
    y2 = np.random.rand(len(x2))
    img = ax[0].plot(x, y, color='b')
    img2 = ax[1].plot(x2, y2, color='g')
    images.append(img+img2)

ax[0].set_xlabel(r"$x$")
ax[0].set_ylabel(r"$y$")
ax[0].set_xlim(0, 2*np.pi)
ax[0].set_ylim(-1.2, 1.2) 

ax[1].set_xlabel(r"$x$")
ax[1].set_ylabel(r"$y$")
ax[1].set_xlim(0, 100)
ax[1].set_ylim(0, 1)

anim = animation.ArtistAnimation(fig, images, repeat=False, blit=True)

if is_colab:    # for Google Colab
    display.display(display.HTML(anim.to_jshtml()))
    plt.close()
else:
    plt.show()

Once Loop Reflect

anim.save('./anim13b.mp4')

FuncAnimation : 画像を生成する関数を渡す

一つの座標系 (Axes)

%matplotlib notebook

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib import animation
from IPython import display

is_colab = 'google.colab' in str(get_ipython())   # for Google Colab

x = np.linspace(0, 2 * np.pi, 100)

fig, ax = plt.subplots(1, 1, figsize=(6,4))

def animate(i):
    ax.clear()
    y = np.sin(x + 2 * np.pi * (i/20))
    img = ax.plot(x, y, color='b', label=r"$y=\sin x$")
    ax.set_xlabel(r"$x$")
    ax.set_ylabel(r"$y$")
    ax.set_xlim(0, 2*np.pi)
    ax.set_ylim(-1.2, 1.2) 
    return img

anim = animation.FuncAnimation(fig, animate, frames=20, repeat=False, blit=True)

if is_colab:    # for Google Colab
    display.display(display.HTML(anim.to_jshtml()))
    plt.close()
else:
    plt.show()

Once Loop Reflect

anim.save('anim13c.mp4')

複数の座標系 (Axes)

%matplotlib notebook

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

is_colab = 'google.colab' in str(get_ipython())   # for Google Colab

x = np.linspace(0, 2 * np.pi, 100)
x2 = np.arange(100)

fig, ax = plt.subplots(1, 2, figsize=(6*2,4))

def animate(i):
    ax[0].clear()
    y = np.sin(x + 2 * np.pi * (i/20))
    img = ax[0].plot(x, y, color='b')
    ax[0].set_xlabel(r"$x$")
    ax[0].set_ylabel(r"$y$")
    ax[0].set_xlim(0, 2*np.pi)
    ax[0].set_ylim(-1.2, 1.2)

    ax[1].clear()
    y2 = np.random.rand(len(x2))
    img2 =ax[1].plot(x2, y2, color='g')
    ax[1].set_xlabel(r"$x$")
    ax[1].set_ylabel(r"$y$")
    ax[1].set_xlim(0, 100)
    ax[1].set_ylim(0, 1)

    return img + img2

anim = animation.FuncAnimation(fig, animate, frames=20, repeat=False, blit=True)

if is_colab:    # for Google Colab
    display.display(display.HTML(anim.to_jshtml()))
    plt.close()
else:
    plt.show()

Once Loop Reflect

anim.save('anim13d.mp4')