怎么在python項目中動態生成一個波形曲線

本篇文章給大家分享的是有關怎么在python項目中動態生成一個波形曲線，小編覺得挺實用的，因此分享給大家學習，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲，話不多說，跟著小編一起來看看吧。

用到的模塊:

* matplotlib.pyplot
* matplotlib.animation.FuncAnimation
* numpy

三個圓的半徑分別為：5， 2， 1。

三個點旋轉的角頻率分別為：1， 3， 5。

生成固定的圓——基礎圓

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
# 取消刻度和數字標簽
ax.tick_params(bottom='off', left='off', labelbottom='off', labelleft='off')

生成第1個移動點

??根據圓上點的坐標公式，更新點的位置：

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)  # 更新移動點數據
  return movp1,   # 還是得有','
ani = FuncAnimation(fig, update, frames=xdata, blit=True)

生成第1個移動圓

??根據坐標系中任意位置上圓的公式，計算移動的圓。

c_sub1, = ax.plot([], [], animated=True)
# 修改 update 函數生成在基礎圓上移動的圓
def update(frame):
  # 計算移動點
  # 計算移動圓
  c_sub1X = 2 * np.cos(xdata) + movX1
  c_sub1Y = 2 * np.sin(xdata) + movY1
  # 更新移動點數據
  c_sub1.set_data(c_sub1X, c_sub1Y)
  return movp1, c_sub1,

生成第2個移動點和移動圓

?? 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):
# 計算第1個移動點和圓
# 計算第2個移動點和圓
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個移動點和圓
# 更新第2個移動點和圓
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，其實就是3個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):
# 計算第1個移動點和圓
# 計算第2個移動點和圓
# 計算波形曲線的 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個移動點和圓
# 更新第2個移動點和圓
# 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個移動圓上的移動點與波形末端的連線。

movp3, = ax.plot([], [], 'ro', animated=True) # 添加第3個圓上的移動點
ln, = ax.plot([], [], animated=True)
def update(frame):
# 計算第1個移動點和圓
# 計算第2個移動點和圓
# 計算波形曲線的 y 值
# 計算第3個移動點
movX3 = movX2 + 1 * np.cos(frame * 5)
movY3 = movY2 + 1 * np.sin(frame * 5)

# 更新第1個移動點和圓
# 更新第2個移動點和圓
# 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 動圖

ani.save("multiSin.gif", writer='imagemagick', fps=200, dpi=50)

??這里用到“imagemagick”來進行動圖的保存。但在使用前需要配置些內容：

1. 安裝 imagemagick，下載地址是：http://www.imagemagick.org/script/download.php；

2. 修改matplotlibrc文件進行配置，可通過下面語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，有個文件是convert.exe，新版本這個文件取消了，功能整合到“magick.exe”中了。

以上就是怎么在python項目中動態生成一個波形曲線，小編相信有部分知識點可能是我們日常工作會見到或用到的。希望你能通過這篇文章學到更多知識。更多詳情敬請關注億速云行業資訊頻道。