python - 由边连接的点的动画图

Question

我有一个与此类似的问题 question ，但我没有绘制大量的点，而是使用更少的点和边(至少 10 倍)，但想要为它们设置动画。更具体地说，它是具有 2D map 的 Kohonen 网络的可视化，它演化并看起来像变形的方格，请参阅维基百科的这张图片:

代码取自this答案修改了一下，一个最小的例子是这样的:

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

def getXY(points, edges):
   """Return x and y arrays to pass to the plot function"""
   return [points.T[i][edges.T] for i in np.arange(points.shape[1])]

points = numpy.array([[1,2],[4,5],[2,7],[3,9],[9,2]])
edges = numpy.array([[0,1],[3,4],[3,2],[2,4]])

lines = plt.plot(*getXY(points, edges), linestyle='-', color='y',
        markerfacecolor='red', marker='o')
plt.show()

然后，会发生更改点坐标的更新:

points += 1 # simplified version of a real update

我想避免重新绘制所有内容的“愚蠢”方式，因为绘图窗口中还有其他数据不会改变，而且这真的很慢:

# repeat after each update all the calculation
plt.cla()
x, y = [points.T[i][edges.T] for i in np.arange(points.shape[1])]
lines = plt.plot(x, y, linestyle='-', color='y',
        markerfacecolor='red', marker='o')
plt.show()

作为第一步，我将创建的 Line2D 数据从初始绘图保存在变量 lines 中。 我现在面临的问题是，如果我只想更新行数据，我能想出的唯一解决方案要求我遍历所有行，这对我来说似乎不太优雅:

x, y = getXY(points, edges)
if len(lines) > 1: 
    for i, d in enumerate(zip(x.T, y.T)):
        lines[i].set_data(d)
else: # has to be treated seperately, since the format of x and y is different
    lines[0].set_data(x, y)
plt.show()

我正在寻找如何...的建议

• 提出比我的 for 循环更好的解决方案
• 关于如何以更优雅的方式解决初始问题(绘制具有指定连接的点)的想法

Answer 1

这是一种可能的方法。您可以使用这样一个事实，即如果在线的坐标中有 NaN 或 None，则这实际上被视为线段的末端。下一个非 None 点被视为新段的开始。

import numpy as np, matplotlib.pyplot as plt
x,y = np.array([1, 4,2, 3, 9]), np.array([2, 5, 7, 9, 2])

edges = np.array([[0, 1],
   [3, 4],
   [3, 2],
   [2, 4],
   [2, 1]])

ys=np.vstack((y[edges[:,0]],y[edges[:,1]],y[edges[:,0]]+np.nan)).T.flatten()

xs=np.vstack((x[edges[:,0]],x[edges[:,1]],x[edges[:,0]]+np.nan)).T.flatten()

lines2d = plt.plot(xs,ys,marker='o')

现在为了更新坐标(例如，将 x 轴移动 .1，将 y 轴移动 .2，您可以这样做:

oldx,oldy=lines2d[0].get_data()
lines2d[0].set_data(oldx+.1,oldy+.2)
plt.draw()

PS 我不完全确定我在 xs,ys 数组中插入 Nans 的方式是最快的，但这可能并不重要。