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python(jupyter) アニメーション 動かない

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jupyter notebookにて
下記のコードで1つの点を指定した座標の通りに動くアニメーションの作成中です。

%matplotlib notebook
%matplotlib nbagg
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D 
import matplotlib.pyplot as plt 
import matplotlib.animation as animation
from IPython.display import HTML
import numpy as np

def init():
    ax.set_xlim(-10,10)
    ax.set_ylim(-10,10)
    ax.set_zlim(0,10)
    ax.set_xlabel("x")
    ax.set_ylabel("y")
    ax.set_zlabel("z")
    ax.set_aspect('equal')

    return lines

x1,y1,z1 = [],[],[]

x1=[1,8,3,6,3,6,4]
y1=[9,1,5,3,7,3,8]
z1=[0,2,5,7,1,0,5]

def update_lines(num, data, lines,points):
    for dat,line, point in zip(data,lines, points):
        point.set_data(dat[0:2, num])
        point.set_3d_properties(dat[2, num])

    return lines

# Attaching 3D axis to the figure
fig = plt.figure()
ax = fig.gca(projection='3d')

# Lines to plot in 3D
t = np.linspace(-3, 2, 30)
z = np.linspace(-3, 2, 30)
r = np.linspace(-3, 2, 30)
x1, y1, z1 = x1, y1, z1#プロットするデータ
data = np.array([[x1,y1,z1]])#プロットするデータ

points = [ax.plot(dat[0, 0:1], dat[1, 0:1], dat[2, 0:1], 'o')[0] for dat in data]

line_ani = animation.FuncAnimation(fig, update_lines, 300, fargs=(data, lines, points),
                                   interval=10, init_func=init, blit=True, repeat=True)

一度は思い通りに動いたのですが
再度notebookを起動すると以下のエラーが発生してしまい、
スタートの地点から動かなくなってしまいました。

---------------------------------------------------------------------------
NameError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-10-16e17015c295> in <module>
     44 points = [ax.plot(dat[0, 0:1], dat[1, 0:1], dat[2, 0:1], 'o')[0] for dat in data]
     45 
---> 46 line_ani = animation.FuncAnimation(fig, update_lines, 300, fargs=(data, lines, points),
     47                                    interval=10, init_func=init, blit=True, repeat=True)
     48 

NameError: name 'lines' is not defined
​

解決を試みるために該当箇所のlinesを消す等の処置を行いましたが
全く動きませんでした。

解決手段をご教授願いたいです。

linspace等の数字は無意図的に動かしたら動いたというものなので
正しい設定ではないかと思っています。

また、このコードのx1,y1,z1の部分を
x2,y2,z2のようにコピペで増やしていけば同一の空間に2つ以上の点を動かすことが出来るようになるのでしょうか?
また、出来ないとしたらどのようにしたら解決するのかも教えていただきたいです。

よろしくお願いします。

2019年6月29日追記

%matplotlib notebook
%matplotlib nbagg
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D 
import matplotlib.pyplot as plt 
import matplotlib.animation as animation
from IPython.display import HTML
import numpy as np

def init():
    ax.set_xlim(-10,10)
    ax.set_ylim(-10,10)
    ax.set_zlim(0,10)
    ax.set_xlabel("x")
    ax.set_ylabel("y")
    ax.set_zlabel("z")
    ax.set_aspect('equal')

    return lines

x1,y1,z1 = [],[],[]

x1=[1,8,3,6,3,6,4]
y1=[9,1,5,3,7,3,8]
z1=[0,2,5,7,1,0,5]


def update_lines(num, data, lines,points):
    for dat,line, point in zip(data,lines, points):
        point.set_data(dat[0:2, num])
        point.set_3d_properties(dat[2, num])

    return lines

# Attaching 3D axis to the figure
fig = plt.figure()
ax = fig.gca(projection='3d')

# Lines to plot in 3D
t = np.linspace(-3, 2, 30)
z = np.linspace(-3, 2, 30)
r = np.linspace(-3, 2, 30)
x1, y1, z1 = x1, y1, z1#プロットするデータ
data = np.array([[x1,y1,z1]])#プロットするデータ

※lines=[ax.plot(dat[0, 0:1], dat[1, 0:1], dat[2, 0:1]  )[0] for dat in data]※
points=[ax.plot(dat[0, 0:1], dat[1, 0:1], dat[2, 0:1], 'o')[0] for dat in data]

line_ani = animation.FuncAnimation(fig, update_lines, 300, fargs=(data, lines,points),
                                   interval=10, init_func=init, blit=True, repeat=True)

※この印が訂正点です※

以上のコードで動かないという問題点は解決いたしました。
しかし、複数のコードを動かすために以下のようなコードを組んだのですが
x2,y2,z2,の座標の点しか現れませんでした。
解決策の知恵をお貸し願いたいです。

%matplotlib notebook
%matplotlib nbagg
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D 
import matplotlib.pyplot as plt 
import matplotlib.animation as animation
from IPython.display import HTML
import numpy as np

def init():
    ax.set_xlim(-10,10)
    ax.set_ylim(-10,10)
    ax.set_zlim(0,10)
    ax.set_xlabel("x")
    ax.set_ylabel("y")
    ax.set_zlabel("z")
    ax.set_aspect('equal')

    return lines



x1,y1,z1 = [],[],[]
x2,y2,z2 = [],[],[]

x1=[1,8,3,6,3,6,4]
y1=[9,1,5,3,7,3,8]
z1=[0,2,5,7,1,0,5]

x2=[-1,-8,3-,-6,-3,-6,-4]
y2=[-9,-1,-5,-3,-7,-3,-8]
z2=[1,3,1,2,4,2,4]


def update_lines(num, data, lines,points):
    for dat,line, point in zip(data,lines, points):
        point.set_data(dat[0:2, num+1])
        point.set_3d_properties(dat[2, num+1])

    return lines


# Attaching 3D axis to the figure
fig = plt.figure()
ax = fig.gca(projection='3d')

# Lines to plot in 3D
t = np.linspace(-3, 2, 30)
z = np.linspace(-3, 2, 30)
r = np.linspace(-3, 2, 30)
x1, y1, z1 = x1, y1, z1#プロットするデータ
data = np.array([[x1,y1,z1]])#プロットするデータ
x2, y2, z2 = x2, y2, z2#プロットするデータ
data = np.array([[x2,y2,z2]])#プロットするデータ


lines=[ax.plot(dat[0, 0:1], dat[1, 0:1], dat[2, 0:1]  )[0] for dat in data]
points=[ax.plot(dat[0, 0:1], dat[1, 0:1], dat[2, 0:1], 'o')[0] for dat in data]

line_ani = animation.FuncAnimation(fig, update_lines, 300, fargs=(data,lines, points),
                                   interval=10, init_func=init, blit=True, repeat=True)

よろしくお願いいたします。

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  • t_obara

    2019/06/28 18:42

    エラーメッセージの通り、linesがどこにも定義されていないので、それをなんとかしないと動作しません。
    notebookを起動する前に、どこかでlinesの定義をしたことがあったからタマタマ以前は動作したのではないでしょうか。
    コピペコードなのかわかりませんが、このコードから類推してlinesはこのように定義すべきと回答するのも大変です。貴殿がlinesの定義を思い出して実装するのが一番かと。

    キャンセル

  • mather

    2019/06/28 20:07

    > 解決を試みるために該当箇所のlinesを消す等の処置を行いましたが全く動きませんでした。
    「linesを消す等の処置」って具体的には何をしたのかコードを提示したほうが良いですよ。

    キャンセル

  • rr9500sc

    2019/06/29 00:50

    投稿ありがとうございます。
    点が動かないという問題に関しては解決しました。
    今から具体的なコードを載せます。
    しかし、2つ以上の点を同一の空間の中で動かせるように試みましたが
    上手くいきませんでした。

    よろしければ知恵をお貸しください。

    キャンセル

回答 1

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-さらにコメントを受けて-

返答遅くなりました。

fancanimation関数について調べたところ、参考記事にて、複数のグラフについてアニメーションを行う場合、プロットデータを別々に書くのがよろしいと書いてありました。

参考記事:matplotlibで複数のグラフをアニメーションさせる

今回の場合、以下のようなコードにするとよいかと思います。一応アニメーション動作確認済みです。

(前略)

def update_lines(num,data1,data2,lines1,lines2, points1,points2):
    for dat1,dat2,line1,line2,point1, point2 in zip(data1,data2,lines1,lines2, points1,points2):
        point1.set_data(dat1[0:2, num+1])
        point1.set_3d_properties(dat1[2, num+1])
        point2.set_data(dat2[0:2, num+1])
        point2.set_3d_properties(dat2[2, num+1])

#下記コードのように分割して書いても可能
#     for dat1,line1,point1 in zip(data1,lines1, points1):
#         point1.set_data(dat1[0:2, num+1])
#         point1.set_3d_properties(dat1[2, num+1])  
#     for dat2,line2,point2 in zip(data2,lines2, points2):
#         point2.set_data(dat2[0:2, num+1])
#         point2.set_3d_properties(dat2[2, num+1])

    return lines1,lines2

# Attaching 3D axis to the figure
fig = plt.figure()
ax = fig.gca(projection='3d')

# Lines to plot in 3D
t = np.linspace(-3, 2, 30)
z = np.linspace(-3, 2, 30)
r = np.linspace(-3, 2, 30)

#data,lines,pointsについてそれぞれ定義する
x1, y1, z1 = x1, y1, z1
x2, y2, z2 = x2, y2, z2

data1 = np.array([[x1,y1,z1]])
data2 = np.array([[x2,y2,z2]])

lines1=[ax.plot(dat[0, 0:1], dat[1, 0:1], dat[2, 0:1]  )[0] for dat in data1]
lines2=[ax.plot(dat[0, 0:1], dat[1, 0:1], dat[2, 0:1]  )[0] for dat in data2]

points1=[ax.plot(dat[0, 0:1], dat[1, 0:1], dat[2, 0:1], 'o')[0] for dat in data1]
points2=[ax.plot(dat[0, 0:1], dat[1, 0:1], dat[2, 0:1], 'o')[0] for dat in data2]

#アニメーション
line_ani = animation.FuncAnimation(fig, update_lines, 300, fargs=(data1,data2,lines1,lines2, points1,points2),
                                   interval=1000, init_func=init, blit=True, repeat=True)

動作確認・ご検討よろしくおねがいします。


-コメントを受けて-

こちらが提案したコードの問題でしょう。割とこちらも模索してる状態なので…申し訳ないです。

現状思いつく改善案を2つ上げておきます。

#改善案1
#処理順を考えると点1が動いてから点2が動く、という要望とは少し違う動作になる可能性が高い

x1, y1, z1 = x1, y1, z1
datas=[]
#変数名の重複を防ぐためdataからdatapに変更
datap = np.array([[x1,y1,z1]])
datas.append(datap)
x2, y2, z2 = x2, y2, z2
#同様にdatapに変更
datap = np.array([[x2,y2,z2]])
datas.append(datap)

lines=[ax.plot(dat[0, 0:1], dat[1, 0:1], dat[2, 0:1]  )[0] for dat in data for data in datas]#2重のfor文に変える
points=[ax.plot(dat[0, 0:1], dat[1, 0:1], dat[2, 0:1], 'o')[0] for dat in data for data in datas]

for data in datas:
       line_ani = animation.FuncAnimation(fig, update_lines, 300, fargs=(data,lines, points),
                                         interval=10, init_func=init, blit=True, repeat=True)
#改善案2
#2点を同時に移動させたい、がうまく動作しないかもしれない

def update_lines(num, datas, lines,points):
    for data in datas:
        for dat,line, point in zip(data,lines, points):
            point.set_data(dat[0:2, num+1])
            point.set_3d_properties(dat[2, num+1])

    return lines

#中略

line_ani = animation.FuncAnimation(fig, update_lines, 300, fargs=(datas,lines, points),
                                   interval=10, init_func=init, blit=True, repeat=True)

動作確認・ご検討よろしくおねがいします。

-追記終わり-


追記部分に関する回答になります。

dataが上書きされているのが原因だと思います。なので、リストを作ってそこにプロットするデータを格納し、for文でデータを持ってくる形にすれば2点以上の座標をplotできるかと思います。

x1, y1, z1 = x1, y1, z1
datas=[]#データリスト
datap = np.array([[x1,y1,z1]])#プロットするデータ
datas.append(datap)#データをリストに入れる
x2, y2, z2 = x2, y2, z2#プロットするデータ
datap = np.array([[x2,y2,z2]])#プロットするデータ
datas.append(datap)

lines=[ax.plot(dat[0, 0:1], dat[1, 0:1], dat[2, 0:1]  )[0] for dat in data for data in datas]#2重のfor文に変える
points=[ax.plot(dat[0, 0:1], dat[1, 0:1], dat[2, 0:1], 'o')[0] for dat in data for data in datas]

ただ、line_ani部分がどう動くか…自分はアニメーション部分の動作確認ができなかった(最終的なグラフしか確認できず)ので、もしかしたらそこで不具合が発生してるかもです。

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  • 2019/07/01 12:33

    回答ありがとうございます。
    いただいた回答通りに変更してみたのですが
    今まで通りにx2,y2,z2が動くのともう1つx2,y2,z2の始点にあたる部分に動かない点が存在する
    というものになりました。
    訂正の仕方が悪かったのでしょうか。。。


    %matplotlib notebook
    %matplotlib nbagg
    from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
    import matplotlib.pyplot as plt
    import matplotlib.animation as animation
    from IPython.display import HTML
    import numpy as np

    def init():
    ax.set_xlim(-10,10)
    ax.set_ylim(-10,10)
    ax.set_zlim(0,10)
    ax.set_xlabel("x")
    ax.set_ylabel("y")
    ax.set_zlabel("z")
    ax.set_aspect('equal')

    return lines



    x1,y1,z1 = [],[],[]
    x2,y2,z2 = [],[],[]

    x1=[1,8,3,6,3,6,4]
    y1=[9,1,5,3,7,3,8]
    z1=[0,2,5,7,1,0,5]

    x2=[-1,-8,-3,-6,-3,-6,-4]
    y2=[-9,-1,-5,-3,-7,-3,-8]
    z2=[1,3,1,2,4,2,4]


    def update_lines(num, data, lines,points):
    for dat,line, point in zip(data,lines, points):
    point.set_data(dat[0:2, num+1])
    point.set_3d_properties(dat[2, num+1])

    return lines


    # Attaching 3D axis to the figure
    fig = plt.figure()
    ax = fig.gca(projection='3d')

    # Lines to plot in 3D
    t = np.linspace(-3, 2, 30)
    z = np.linspace(-3, 2, 30)
    r = np.linspace(-3, 2, 30)

    x1, y1, z1 = x1, y1, z1
    datas=[]#データリスト
    data = np.array([[x1,y1,z1]])#プロットするデータ
    datas.append(data)#データをリストに入れる
    x2, y2, z2 = x2, y2, z2#プロットするデータ
    data = np.array([[x2,y2,z2]])#プロットするデータ
    datas.append(data)

    lines=[ax.plot(dat[0, 0:1], dat[1, 0:1], dat[2, 0:1] )[0] for dat in data for data in datas]#2重のfor文に変える
    points=[ax.plot(dat[0, 0:1], dat[1, 0:1], dat[2, 0:1], 'o')[0] for dat in data for data in datas]

    line_ani = animation.FuncAnimation(fig, update_lines, 10, fargs=(data,lines, points),
    interval=1000, init_func=init, blit=True, repeat=True)

    キャンセル

  • 2019/07/02 11:32

    こんにちは。
    親身な回答ありがとうございます。

    どちらの方法を試し、また両方同時に変更もしてみましたが
    x1,y1,z1の方の点が現れず。。。という形でした。
    自分でも解決のために試行錯誤をしているのですが
    なかなか難しいみたいです。。。

    何から何まで申し訳ないです。

    キャンセル

  • 2019/07/06 11:05

    度々のご回答本当に感謝しております。
    先ほど動作確認をすることが出来ました。
    まさに思った通りのプログラムでした。
    また機会がありましたら、よろしくお願いします!

    キャンセル

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