使用python動(dòng)態(tài)生成波形曲線的實(shí)現(xiàn)
效果是這個(gè)樣子的：
用到的模塊:
* matplotlib.pyplot
* matplotlib.animation.FuncAnimation
* numpy
三個(gè)圓的半徑分別為：5， 2， 1。
三個(gè)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的角頻率分別為：1， 3， 5。
生成固定的圓——基礎(chǔ)圓
xdata = np.linspace(0, 2 * np.pi, 50) fig, ax = plt.subplots(1, 1, figsize=(8, 5)) b_cir = ax.plot(5 * np.cos(xdata), 5 * np.sin(xdata)) # 配置下畫布 ax.spines['bottom'].set_visible(False) # 清除下脊 ax.spines['top'].set_visible(False) # 清除上脊 ax.spines['left'].set_visible(False) # 清除左脊 ax.spines['right'].set_visible(False) # 清除右脊 # 取消刻度和數(shù)字標(biāo)簽 ax.tick_params(bottom='off', left='off', labelbottom='off', labelleft='off')
生成第1個(gè)移動(dòng)點(diǎn)
根據(jù)圓上點(diǎn)的坐標(biāo)公式，更新點(diǎn)的位置：
x = r * cos(w * t) + a y = r * sin(w * t) + b def update(frame): movX1 = 5 * np.cos(frame * 1) movY1 = 5 * np.sin(frame * 1) movp1.set_data(movX1, movY1) # 更新移動(dòng)點(diǎn)數(shù)據(jù) return movp1, # 還是得有',' ani = FuncAnimation(fig, update, frames=xdata, blit=True)
生成第1個(gè)移動(dòng)圓
根據(jù)坐標(biāo)系中任意位置上圓的公式，計(jì)算移動(dòng)的圓。
c_sub1, = ax.plot([], [], animated=True) # 修改 update 函數(shù)生成在基礎(chǔ)圓上移動(dòng)的圓 def update(frame): # 計(jì)算移動(dòng)點(diǎn) # 計(jì)算移動(dòng)圓 c_sub1X = 2 * np.cos(xdata) + movX1 c_sub1Y = 2 * np.sin(xdata) + movY1 # 更新移動(dòng)點(diǎn)數(shù)據(jù) c_sub1.set_data(c_sub1X, c_sub1Y) return movp1, c_sub1,
生成第2個(gè)移動(dòng)點(diǎn)和移動(dòng)圓
生成的方式和前面的類似
movp2, = ax.plot([], [], 'ro', animated=True) c_sub2, = ax.plot([], [], animated=True) def update(frame): # 計(jì)算第1個(gè)移動(dòng)點(diǎn)和圓 # 計(jì)算第2個(gè)移動(dòng)點(diǎn)和圓 movX2 = movX1 + 2 * np.cos(frame * 3) movY2 = movY1 + 2 * np.sin(frame * 3) c_sub2X = 1 * np.cos(xdata) + movX2 c_sub2Y = 1 * np.sin(xdata) + movY2 # 更新第1個(gè)移動(dòng)點(diǎn)和圓 # 更新第2個(gè)移動(dòng)點(diǎn)和圓 movp2.set_data(movX2, movY2) c_sub2.set_data(c_sub2X, c_sub2Y) return movp1, c_sub1, movp2, c_sub2,
生成波形曲線
生成的波形曲線，其實(shí)就是3個(gè)圓生成的正弦曲線的疊加值:
sineTotal = sine1 + sine2 + sine3
sine, = ax.plot(xdata + 10, np.zeros(50)) def update(frame): # 計(jì)算第1個(gè)移動(dòng)點(diǎn)和圓 # 計(jì)算第2個(gè)移動(dòng)點(diǎn)和圓 # 計(jì)算波形曲線的 y 值 s = 5 * np.sin((xdata+frame) * 1) + \ 2 * np.sin((xdata+frame) * 3) + \ 1 * np.sin((xdata+frame) * 5) # 更新第1個(gè)移動(dòng)點(diǎn)和圓 # 更新第2個(gè)移動(dòng)點(diǎn)和圓 # 更新波形曲線 sine.set_ydata(s) return movp1, c_sub1, movp2, c_sub2, sine,
加條直線指示下
直線就是，第3個(gè)移動(dòng)圓上的移動(dòng)點(diǎn)與波形末端的連線。
movp3, = ax.plot([], [], 'ro', animated=True) # 添加第3個(gè)圓上的移動(dòng)點(diǎn) ln, = ax.plot([], [], animated=True) def update(frame): # 計(jì)算第1個(gè)移動(dòng)點(diǎn)和圓 # 計(jì)算第2個(gè)移動(dòng)點(diǎn)和圓 # 計(jì)算波形曲線的 y 值 # 計(jì)算第3個(gè)移動(dòng)點(diǎn) movX3 = movX2 + 1 * np.cos(frame * 5) movY3 = movY2 + 1 * np.sin(frame * 5) # 更新第1個(gè)移動(dòng)點(diǎn)和圓 # 更新第2個(gè)移動(dòng)點(diǎn)和圓 # 更新波形曲線 ln.set_data([movX3, 10 + 2 * np.pi], [movY3, movY3]) return movp1, c_sub1, movp2, c_sub2, sine, movp3, ln
保存 gif 動(dòng)圖
ani.save("multiSin.gif", writer='imagemagick', fps=200, dpi=50)
這里用到“imagemagick”來(lái)進(jìn)行動(dòng)圖的保存。但在使用前需要配置些內(nèi)容：
1. 安裝 imagemagick，下載地址是：http://www.imagemagick.org/script/download.php；
2. 修改matplotlibrc文件進(jìn)行配置，可通過(guò)下面語(yǔ)句查看文件存放路徑：
import matplotlib matplotlib.matplotlib_fname()
在文件末尾取消“animation.convert_path”的注釋；
3. 修改__init__.py文件，打開文件后查找rcParams()，在下一行添加：
rcParams['animation.convert_path'] = '[imagemagick的安裝路徑]\\ImageMagick-7.0.8-Q16\\magick.exe'
在以前的imagemagick版本，有個(gè)文件是convert.exe，新版本這個(gè)文件取消了，功能整合到“magick.exe”中了。
修改完成后就可以使用上面的語(yǔ)句生成gif動(dòng)圖了。
以上這篇使用python動(dòng)態(tài)生成波形曲線的實(shí)現(xiàn)就是小編分享給大家的全部?jī)?nèi)容了，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。
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