Python添加時間軸以實現動態(tài)繪圖詳解

更新時間：2023年09月17日 09:09:21 作者：微小冷

這篇文章主要為大家詳細介紹了Python如何添加時間軸以實現動態(tài)繪圖,文中的示例代碼講解詳細,具有一定的學習價值,感興趣的小伙伴可以參考一下

時間軸

三維并不是人類理解的極限，畢竟我們生活在思維時空中。所以接下來要做的，就是四維圖形——加一個時間軸。

實際上，這個項目創(chuàng)建之初就已經考慮到動圖繪制的問題，畢竟默認的繪圖坐標是txyz。但是，如果想實現動圖繪制，就必須要先設置一個額外的線程，用于動態(tài)更新圖像，否則繪圖循環(huán)壓迫主進程，會導致界面變得奇卡無比。

接下來，就開始實現繪制動圖的需求，第一步，繪制UI。先在setFrmCtrl中添加

# 動畫控制
frm = ttk.Frame(frmCtrl, width=320)
frm.pack(side=tk.TOP, fill=tk.X)
self.setAnimateFrame(frm)

然后實現具體的self.setAnimateFrame

def setAnimateFrame(self, frm):
    pDct = dict(side=tk.LEFT, fill=tk.X, padx=2)
    self.aniDelay = tk.StringVar()
    self.aniDelay.set(100)
    ttk.Label(frm, text="延時/毫秒").pack(**pDct)
    ttk.Entry(frm, width=5, textvariable=self.aniDelay).pack(**pDct)
    self.aniFrameNum = tk.StringVar()
    self.aniFrameNum.set(100)
    ttk.Label(frm, text="幀數").pack(**pDct)
    ttk.Entry(frm, width=5, textvariable=self.aniFrameNum).pack(**pDct)
    self.tIndex = 0   # 當前幀數
    ttk.Button(frm, width=3, text=  "?", 
        command=self.btnPreFrame).pack(**pDct)
    ttk.Button(frm, width=3, text="?", 
        command=self.btnAniStart).pack(**pDct)
    ttk.Button(frm, width=3, text="?", 
        command=self.btnNextFrame).pack(**pDct)
def btnAniStart(self): pass
def btnPreFrame(self): pass
def btnNextFrame(self): pass

延時表示當自動繪制動圖時，兩幀間隔時間；幀數表示總共繪制的時間個數。三個按鈕，分別用于向前一幀、向后一幀以及動態(tài)播放。

單幀跳轉

坐標t的工作原理和xyz并不相同，畢竟每次調用時間參數的時候，都只需要調用某一點的時間。所以，現有的設置坐標數據的方法就不適用了，需要更改readDatas函數

# 讀取坐標軸al的數據
def readDatas(self, al):
    dct = {}
    data = {}
    for flag in self.drawTypeDim.getDim():
        data[flag] = al.setData(flag, **dct)
        if flag=='t': 
            dct['t'] = data['t'][self.tIndex]
        else:
            dct[flag] = data[flag]
    return data

然后再更新一下繪圖函數：其實只是取消t作為繪圖坐標軸的地位

def btnDrawImg(self):
    self.fig.clf()
    self.axDct = {}
    for al in self.als:
        ax = self.setDrawAxis(al)
        data = self.readDatas(al)
        draw = self.drawDct[al.getDrawType()]
        style = al.getStyle()
        keys = al.getDrawDim().replace('t',"")
        draw(ax, data, keys, style)
    self.fig.subplots_adjust(left=0.1, right=0.95, top=0.95, bottom=0.08)
    self.canvas.draw()

最后，實現一下btnNextFrame

def btnNextFrame(self): 
    num = int(self.aniFrameNum.get())
    self.tIndex = (self.tIndex + 1) % num
    self.btnDrawImg()

效果如下，至此，我們離自動化動態(tài)繪圖，只剩下一個多線程了。

源代碼

本文只更改了ds.py中的源代碼，其他代碼可查看這篇博客：定制風格的繪圖系統(tǒng)

import tkinter as tk
import tkinter.ttk as ttk
from tkinter.filedialog import askopenfilename
import matplotlib
import matplotlib as mpl
mpl.use('TkAgg')
import matplotlib.backends.backend_tkagg as mbb
from matplotlib.figure import Figure
import numpy as np
from alist import AxisList
from base import DrawType
class DarwSystem():
    def __init__(self):
        self.root = tk.Tk()
        self.root.title("數據展示工具")
        self.data = {}
        self.als = []
        self.initConst()
        self.setFrmCtrl()
        frmFig = ttk.Frame(self.root)
        frmFig.pack(side=tk.LEFT,fill=tk.BOTH,expand=tk.YES)
        self.setFrmFig(frmFig)
        self.root.mainloop()
    def initConst(self):
        self.TYPES = ("點線圖", "散點圖", "條形圖")
        self.drawDct = {
            "點線圖" : self.drawPlot,
            "散點圖" : self.drawScatter,
            "條形圖" : self.drawBar
        }
    # ! 設置
    def setFrmCtrl(self):
        frmCtrl = ttk.Frame(self.root,width=320)
        frmCtrl.pack(side=tk.RIGHT, fill=tk.Y)
        # 主控Frame
        frm = ttk.Frame(frmCtrl, width=320)
        frm.pack(side=tk.TOP, fill=tk.X)
        self.setCtrlButtons(frm)
        # 動畫控制
        frm = ttk.Frame(frmCtrl, width=320)
        frm.pack(side=tk.TOP, fill=tk.X)
        self.setAnimateFrame(frm)
        self.frmAxis = ttk.Frame(frmCtrl)
        self.frmAxis.pack(side=tk.TOP, fill=tk.X)
        self.addLast(None)
    # ! 工具欄
    def setCtrlButtons(self, frm):
        self.drawTypeDim = DrawType(frm)
        self.drawTypeDim.pack(side=tk.LEFT)
        ttk.Button(frm, text="??",width=3,
            command=self.btnDrawImg).pack(side=tk.LEFT)
        ttk.Button(frm, text="??",width=3,
            command=self.btnLoadData).pack(side=tk.LEFT)
        btn = ttk.Button(frm, text="+", width=3)
        btn.pack(side=tk.LEFT)
        btn.bind("<Button-1>", self.addLast)
        btn = ttk.Button(frm, text="-", width=3)
        btn.pack(side=tk.LEFT)
        btn.bind("<Button-1>", self.deleteLast)
    # ! 動畫控制
    def setAnimateFrame(self, frm):
        pDct = dict(side=tk.LEFT, fill=tk.X, padx=2)
        self.aniDelay = tk.IntVar()
        self.aniDelay.set(100)
        ttk.Label(frm, text="延時/毫秒").pack(**pDct)
        ttk.Entry(frm, width=5, textvariable=self.aniDelay).pack(**pDct)
        self.aniFrameNum = tk.IntVar()
        self.aniFrameNum.set(100)
        ttk.Label(frm, text="幀數").pack(**pDct)
        ttk.Entry(frm, width=5, textvariable=self.aniFrameNum).pack(**pDct)
        self.tIndex = 0   # 當前幀數
        ttk.Button(frm, width=3, text=  "?", 
            command=self.btnPreFrame).pack(**pDct)
        ttk.Button(frm, width=3, text="?", 
            command=self.btnAniStart).pack(**pDct)
        ttk.Button(frm, width=3, text="?", 
            command=self.btnNextFrame).pack(**pDct)
    def btnAniStart(self): pass
    def btnPreFrame(self): pass
    def btnNextFrame(self): 
        num = self.aniFrameNum.get()
        self.tIndex = (self.tIndex + 1) % num
        self.btnDrawImg()
    # 添加一組坐標系
    def addLast(self, evt):
        title = f"坐標{len(self.als)}"
        al = AxisList(self.frmAxis, title, 1, [5,10,30], 
            self.TYPES, self.drawTypeDim.getDct())
        al.pack(side=tk.TOP, fill=tk.X)
        self.als.append(al)
    # 刪除一組坐標系
    def deleteLast(self, evt):
        self.als[-1].pack_forget()
        del self.als[-1]
    # 加載數據 // 暫時處于棄用狀態(tài)
    def btnLoadData(self):
        name = askopenfilename()
        data = np.genfromtxt(name)
        for i, flag in enumerate('xyz'):
            if i >= data.shape[1]:
                return
            self.AL.setOneMode(flag, "外部導入")
            self.data[flag] = self.AL.setData(flag, data = data[:,i])
    # 讀取坐標軸al的數據
    def readDatas(self, al):
        dct = {}
        data = {}
        for flag in al.getDrawDim():
            data[flag] = al.setData(flag, **dct)
            if flag=='t': 
                dct['t'] = data['t'][self.tIndex]
            else:
                dct[flag] = data[flag]
        return data
    # 設置繪圖坐標
    def setDrawAxis(self, al):
        sub = int(al.getSub())
        print(sub)
        if sub in self.axDct:
            return self.axDct[sub]
        p = al.getProj() 
        if p == "None":
            self.axDct[sub] = self.fig.add_subplot(sub)
        else:
            self.axDct[sub] = self.fig.add_subplot(sub, projection=p)
        return self.axDct[sub]
    # 單幀繪圖函數
    def btnDrawImg(self):
        self.fig.clf()
        self.axDct = {}
        for al in self.als:
            ax = self.setDrawAxis(al)
            data = self.readDatas(al)
            draw = self.drawDct[al.getDrawType()]
            style = al.getStyle()
            keys = al.getDrawDim().replace('t',"")
            draw(ax, data, keys, style)
        self.fig.subplots_adjust(left=0.1, right=0.95, top=0.95, bottom=0.08)
        self.canvas.draw()
    def drawBar(self, ax, data, keys, style):
        ax.bar(data['x'], data['y'])
    def drawPlot(self, ax, data, keys, style):
        ax.plot(*[data[key] for key in keys], **style)
    def drawScatter(self, ax, data, keys, style):
        ax.scatter(*[data[key] for key in keys])
    def setFrmFig(self, frmFig):
        self.fig = Figure()
        self.canvas = mbb.FigureCanvasTkAgg(self.fig,frmFig)
        self.canvas.get_tk_widget().pack(
            side=tk.TOP,fill=tk.BOTH,expand=tk.YES)
        self.toolbar = mbb.NavigationToolbar2Tk(self.canvas,frmFig,
            pack_toolbar=False)
        self.toolbar.update()
        self.toolbar.pack(side=tk.RIGHT)
if __name__ == "__main__":
    test = DarwSystem()

以上就是Python添加時間軸以實現動態(tài)繪圖詳解的詳細內容，更多關于Python動態(tài)繪圖的資料請關注腳本之家其它相關文章！

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