使用python动态生成波形曲线的实现
效果是这个样子的：
用到的模块:
* matplotlib.pyplot
* matplotlib.animation.FuncAnimation
* numpy
三个圆的半径分别为：5， 2， 1。
三个点旋转的角频率分别为：1， 3， 5。
生成固定的圆——基础圆
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)) # 配置下画布 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 # 取消刻度和数字标签 ax.tick_params(bottom='off', left='off', labelbottom='off', labelleft='off')
生成第1个移动点
根据圆上点的坐标公式，更新点的位置：
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) # 更新移动点数据 return movp1, # 还是得有',' ani = FuncAnimation(fig, update, frames=xdata, blit=True)
生成第1个移动圆
根据坐标系中任意位置上圆的公式，计算移动的圆。
c_sub1, = ax.plot([], [], animated=True) # 修改 update 函数生成在基础圆上移动的圆 def update(frame): # 计算移动点 # 计算移动圆 c_sub1X = 2 * np.cos(xdata) + movX1 c_sub1Y = 2 * np.sin(xdata) + movY1 # 更新移动点数据 c_sub1.set_data(c_sub1X, c_sub1Y) return movp1, c_sub1,
生成第2个移动点和移动圆
生成的方式和前面的类似
movp2, = ax.plot([], [], 'ro', animated=True) c_sub2, = ax.plot([], [], animated=True) def update(frame): # 计算第1个移动点和圆 # 计算第2个移动点和圆 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个移动点和圆 # 更新第2个移动点和圆 movp2.set_data(movX2, movY2) c_sub2.set_data(c_sub2X, c_sub2Y) return movp1, c_sub1, movp2, c_sub2,
生成波形曲线
生成的波形曲线，其实就是3个圆生成的正弦曲线的叠加值:
sineTotal = sine1 + sine2 + sine3
sine, = ax.plot(xdata + 10, np.zeros(50)) def update(frame): # 计算第1个移动点和圆 # 计算第2个移动点和圆 # 计算波形曲线的 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个移动点和圆 # 更新第2个移动点和圆 # 更新波形曲线 sine.set_ydata(s) return movp1, c_sub1, movp2, c_sub2, sine,
加条直线指示下
直线就是，第3个移动圆上的移动点与波形末端的连线。
movp3, = ax.plot([], [], 'ro', animated=True) # 添加第3个圆上的移动点 ln, = ax.plot([], [], animated=True) def update(frame): # 计算第1个移动点和圆 # 计算第2个移动点和圆 # 计算波形曲线的 y 值 # 计算第3个移动点 movX3 = movX2 + 1 * np.cos(frame * 5) movY3 = movY2 + 1 * np.sin(frame * 5) # 更新第1个移动点和圆 # 更新第2个移动点和圆 # 更新波形曲线 ln.set_data([movX3, 10 + 2 * np.pi], [movY3, movY3]) return movp1, c_sub1, movp2, c_sub2, sine, movp3, ln
保存 gif 动图
ani.save("multiSin.gif", writer='imagemagick', fps=200, dpi=50)
这里用到“imagemagick”来进行动图的保存。但在使用前需要配置些内容：
1. 安装 imagemagick，下载地址是：http://www.imagemagick.org/script/download.php；
2. 修改matplotlibrc文件进行配置，可通过下面语句查看文件存放路径：
import matplotlib matplotlib.matplotlib_fname()
在文件末尾取消“animation.convert_path”的注释；
3. 修改__init__.py文件，打开文件后查找rcParams()，在下一行添加：
rcParams['animation.convert_path'] = '[imagemagick的安装路径]\\ImageMagick-7.0.8-Q16\\magick.exe'
在以前的imagemagick版本，有个文件是convert.exe，新版本这个文件取消了，功能整合到“magick.exe”中了。
修改完成后就可以使用上面的语句生成gif动图了。
以上这篇使用python动态生成波形曲线的实现就是小编分享给大家的全部内容了，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持【听图阁-专注于Python设计】。