在 Python 中嵌入 Matplotlib 动画（谷歌 Colab 笔记本）

Question

我正在尝试在 google 的 colab.research 中显示 gif 文件。我能够使用以下路径名将文件保存在目录中

/content/BrowniamMotion.gif

但我不知道如何在我的笔记本中显示此 GIF 来呈现。

到目前为止，生成 GIF 的代码是，以防有人可以操作它而不是保存 GIF，而是将其直接制作成动画到 google colab 文件中，

# Other Brownian Motion
from math import *
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits import mplot3d
import matplotlib.animation as animation

fig = plt.figure(figsize=(8,6))
ax = plt.axes(projection='3d')

N=10
#val1 = 500

x=500*np.random.random(N)
y=500*np.random.random(N)

z=500*np.random.random(N)

def frame(w):
    ax.clear()

    global x,y,z
    x=x+np.random.normal(loc=0.0,scale=50.0,size=10)
    y=y+np.random.normal(loc=0.0,scale=50.0,size=10)
    z=z+np.random.normal(loc=0.0,scale=50.0,size=10)


    plt.title("Brownian Motion")
    ax.set_xlabel('X(t)')
    ax.set_xlim3d(-500.0,500.0)
    ax.set_ylabel('Y(t)')
    ax.set_ylim3d(-500.0,500.0)
    ax.set_zlabel('Z(t)')


     ax.set_zlim3d(-500.0,500.0) 

        plot=ax.scatter

3D(x, y, z, c='r')


    return plot


anim = animation.FuncAnimation(fig, frame, frames=100, blit=False, repeat=True)

anim.save('BrowniamMotion.gif', writer = "pillow", fps=10 )  

抱歉，如果这个问题问得不好，请说明。我是 Python 新手，正在使用 Colab 研究。

Answer 1

对于 Colab，最简单的方法是使用“jshtml”来显示 matplotlib 动画。

您需要设置

from matplotlib import rc
rc('animation', html='jshtml')

然后，只需输入您的动画对象。它会自行显示

anim

这是您的代码的可行的 colab。

它有一个滑块，您可以随时来回运行。

Answer 2

查看此链接，了解如何使用 HTML 使其正常工作 http://louistiao.me/posts/notebooks/embedding-matplotlib-animations-in-jupyter-notebooks/ .

我没有嵌入链接，而是嵌入了一个 HTML 视频以使其正常工作。

# Other Brownian Motion
from math import *
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits import mplot3d
import matplotlib.animation as animation
from IPython.display import HTML

fig = plt.figure(figsize=(8,6))
ax = plt.axes(projection='3d')

N=10
val1 = 600

x=val1*np.random.random(N)
y=val1*np.random.random(N)
z=val1*np.random.random(N)

def frame(w):
    ax.clear()

    global x,y,z
    x=x+np.random.normal(loc=0.0,scale=50.0,size=10)
    y=y+np.random.normal(loc=0.0,scale=50.0,size=10)
    z=z+np.random.normal(loc=0.0,scale=50.0,size=10)


    plt.title("Brownian Motion")
    ax.set_xlabel('X(t)')
    ax.set_xlim3d(-val1,val1)
    ax.set_ylabel('Y(t)')
    ax.set_ylim3d(-val1,val1)
    ax.set_zlabel('Z(t)')
    ax.set_zlim3d(-val1,val1) 

    plot=ax.scatter3D(x, y, z, c='r')


    return plot


anim = animation.FuncAnimation(fig, frame, frames=100, blit=False, repeat=True)

anim.save('BrowniamMotion.gif', writer = "pillow", fps=10 )
HTML(anim.to_html5_video())

基本上我们听到的只是添加，

from IPython.display import HTML

添加到序言，然后添加行

HTML(anim.to_html5_video())

。然后，此代码会生成视频并保存 gif。

Answer 3

使用相同作者的 git 存储库似乎我们有一个将绘图嵌入为 GIF 的解决方案（将 Matplotlib 动画另存为 GIF ）。

#!apt install ffmpeg
#!brew install imagemagick

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

from matplotlib import animation, rc
from IPython.display import HTML, Image # For GIF

rc('animation', html='html5')
np.random.seed(5)


# Set up formatting for the movie files
Writer = animation.writers['ffmpeg']
writer = Writer(fps=15, metadata=dict(artist='Me'), bitrate=1800)


def generateRandomLines(dt, N):
    dX = np.sqrt(dt) * np.random.randn(1, N)
    X = np.cumsum(dX, axis=1)

    dY = np.sqrt(dt) * np.random.randn(1, N)
    Y = np.cumsum(dY, axis=1)

    lineData = np.vstack((X, Y))

    return lineData


# Returns Line2D objects
def updateLines(num, dataLines, lines):
    for u, v in zip(lines, dataLines):
        u.set_data(v[0:2, :num])

    return lines

N = 501 # Number of points
T = 1.0
dt = T/(N-1)


fig, ax = plt.subplots()

data = [generateRandomLines(dt, N)]

ax = plt.axes(xlim=(-2.0, 2.0), ylim=(-2.0, 2.0))

ax.set_xlabel('X(t)')
ax.set_ylabel('Y(t)')
ax.set_title('2D Discretized Brownian Paths')

## Create a list of line2D objects
lines = [ax.plot(dat[0, 0:1], dat[1, 0:1])[0] for dat in data]


## Create the animation object
anim = animation.FuncAnimation(fig, updateLines, N+1, fargs=(data, lines), interval=30, repeat=True, blit=False)

plt.tight_layout()
plt.show()

# Save as GIF
anim.save('animationBrownianMotion2d.gif', writer='pillow', fps=60)

Image(url='animationBrownianMotion2d.gif')
## Uncomment to save the animation
#anim.save('brownian2d_1path.mp4', writer=writer)

Answer 4

这是一个基于 @korakot 答案的简单解决方案，它解决了动画后有额外帧的问题：

from matplotlib import animation
from IPython.display import HTML

def frame(f):
    ax.clear()
    ax.plot(...your code here...)

fig = plt.figure()
ax = plt.axes()
anim = animation.FuncAnimation(fig, frame, frames=100)
plt.close()
HTML(anim.to_jshtml())

请注意，如果

HTML(...)

不在 colab 单元格的最后一行，则不会自动显示（除非您明确调用

IPython.display.display()

）。