สร้างแอนิเมชันกราฟ 3D หมุนใน Matplotlib

เพื่อสร้างกราฟ 3D ที่หมุนได้ใน Matplotlib สามารถใช้คลาส Animation เพื่อเรียกใช้ฟังก์ชันซ้ำๆ ได้

ขั้นตอน

• กำหนดตัวแปรเริ่มต้น: จำนวนกริด mesh, ความถี่การเรียกฟังก์ชัน (fps), จำนวนเฟรม
• สร้างอาร์เรย์ x, y, z สำหรับเส้นโค้ง
• สร้างฟังก์ชันคำนวณค่า z array ด้วย lambda function
• สร้างฟังก์ชันผู้ใช้เพื่อลบกราฟเก่าและพลอตผิว (surface) ใหม่ด้วย x, y, z array
• สร้าง Figure ใหม่หรือเปิดใช้งาน Figure ที่มีอยู่
• เพิ่มการจัดวาง subplot ด้วยเมธอด subplots()
• ตั้งค่าขอบเขตแกน Z ด้วย set_zlim()
• เรียกใช้คลาส animation เพื่อสร้างแอนิเมชันผิวกราฟ
• แสดงแอนิเมชันด้วยเมธอด show()

ตัวอย่างโค้ด

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

plt.rcParams["figure.figsize"] = [7.00, 3.50]
plt.rcParams["figure.autolayout"] = True

N = 50
fps = 250
frn = 75
x = np.linspace(-4, 4, N + 1)
x, y = np.meshgrid(x, x)
zarray = np.zeros((N + 1, N + 1, frn))

f = lambda x, y, sig: 1 / np.sqrt(sig) * np.exp(-(x ** 2 + y ** 2) / sig ** 2)
for i in range(frn):
    zarray[:, :, i] = f(x, y, 1.5 + np.sin(i * 2 * np.pi / frn))

def change_plot(frame_number, zarray, plot):
    plot[0].remove()
    plot[0] = ax.plot_surface(x, y, zarray[:, :, frame_number], cmap="afmhot_r")

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')
plot = [ax.plot_surface(x, y, zarray[:, :, 0], color='0.75', rstride=1, cstride=1)]
ax.set_zlim(0, 1.1)

ani = animation.FuncAnimation(fig, change_plot, frn, fargs=(zarray, plot), interval=1000 / fps)
ani.save('526.gif')
plt.show()

ผลลัพธ์