jupyter python　アニメーション　点と点を繋ぐ線の作成

現在、jupyter notebookにて
アニメーションを作成中で、
下記のような3つの点が動くようなプログラムを組んでいます。

%matplotlib notebook
%matplotlib nbagg
import mpl_toolkits.mplot3d as plt3d
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(-10,10)
    ax.set_xlabel("x")
    ax.set_ylabel("y")
    ax.set_zlabel("z")
    ax.set_aspect('equal')

    return lines1,lines2,lines3



x1,y1,z1 = [],[],[]
x2,y2,z2 = [],[],[]
x3,y3,z3 = [],[],[]

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]

x3=[6,8,3,0,7,1,2]
y3=[1,5,6,4,7,0,8]
z3=[2,2,4,4,0,0,7]

def update_lines(num,data1,data2,data3,lines1,lines2,lines3,points1,points2, points3):
    for dat1,dat2,dat3,line1,line2,line3,point1,point2, point3 in zip(data1,data2,data3,lines1,lines2,lines3,points1,points2, points3):
        point1.set_data(dat1[0:2, num+1])
        point1.set_3d_properties(dat1[2, num+10])
        point2.set_data(dat2[0:2, num+1])
        point2.set_3d_properties(dat2[2, num+10])
        point3.set_data(dat3[0:2, num+1])
        point3.set_3d_properties(dat3[2, num+10])

    return lines1,lines2,lines3,

fig = plt.figure()
ax = fig.gca(projection='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
x2, y2, z2 = x2, y2, z2
x3, y3, z3 = x3, y3, z3

data1 = np.array([[x1,y1,z1]])
data2 = np.array([[x2,y2,z2]])
data3 = np.array([[x3,y3,z3]])

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]
lines3=[ax.plot(dat[0, 0:1], dat[1, 0:1], dat[2, 0:1] )[0] for dat in data3]

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]
points3=[ax.plot(dat[0, 0:1], dat[1, 0:1], dat[2, 0:1], 'o-')[0] for dat in data3]

line_ani = animation.FuncAnimation(fig, update_lines, 172, fargs=(data1,data2,data3,lines1,lines2,lines3, points1,points2,points3),
                                   interval=10, init_func=init, blit=True, repeat=True,)

これらの点をそれぞれ
point1 - point2
point2 - point3

と常に線で繋がった状態で動くようにしたいです。

インターネットで検索した(主に静止画の)線を引くのコマンドや、
points3=[ax.plot(dat[0, 0:1], dat[1, 0:1], dat[2, 0:1], 'o-')[0] for dat in data3]
のo-など、
試してみましたが成功しませんでした。
上記の試したコマンドのメモは残っていないです。申し訳ありません。

拙い文章ではありますがご回答のほど
よろしくお願いします。

行動規範の内容に同意します

回答1件

ベストアンサー

-特定の点の間をつなぎたくない場合-

2種類のlines_p2p(点1～5を繋ぐ線と点6以降をつなぐ線)を作ることで対応できます。

python
1lines_p2p1=[0]*7
2lines_p2p2=[0]*7
3
4lines_p2p1[0],=ax.plot(datx[0,:6,0], daty[0,:6,0], datz[0,:6,0],color='red')
5lines_p2p2[0],=ax.plot(datx[0,6:,0], daty[0,6:,0], datz[0,6:,0],color='red')
6
7##update_lines関数内部
8    lines_p2p1[num].remove()
9　　lines_p2p2[num].remove()
10
11    #新しく線(ax.plot())を作成する、最初の線と色を合わせる
12    lines_p2p1[num+1],=ax.plot(datx[0,:6,num+1], daty[0,:6,num+1], datz[0,:6,num+1],color='red')
13    lines_p2p2[num+1],=ax.plot(datx[0,6:,num+1], daty[0,6:,num+1], datz[0,6:,num+1],color='red')
14

pointsのようにset_dataでグラフを更新する方法だと上手くいかなかった(おそらく、3次元座標を扱うため)ので、「書いた線を消す→新しい線をプロットする」という愚直なアプローチで実装しました。

python
1#引数にdatx,daty,datz,lines_p2pを加える
2def update_lines(num,data1,data2,data3,lines1,lines2,lines3,points1,points2, points3,datx,daty,datz,lines_p2p):
3
4    for dat1,dat2,dat3,line1,line2,line3,point1,point2, point3 in zip(data1,data2,data3,lines1,lines2,lines3,points1,points2, points3):
5        point1.set_data(dat1[0:2, num+1])
6        point1.set_3d_properties(dat1[2, num+1])
7        point2.set_data(dat2[0:2, num+1])
8        point2.set_3d_properties(dat2[2, num+1])
9        point3.set_data(dat3[0:2, num+1])
10        point3.set_3d_properties(dat3[2, num+1])
11
12    #作った線を消す
13    lines_p2p[num].remove()
14
15    #新しく線(ax.plot())を作成する、最初の線と色を合わせる
16    lines_p2p[num+1],=ax.plot(datx[0,0:3,num+1], daty[0,0:3,num+1], datz[0,0:3,num+1],color='red')
17
18    return lines1,lines2,lines3,
19
20
21###中略(figの定義～points3の定義までそのまま)###
22
23
24#線を描写するための行列
25datx=np.array([[data1[0,0],data2[0,0],data3[0,0]]])
26daty=np.array([[data1[0,1],data2[0,1],data3[0,1]]])
27datz=np.array([[data1[0,2],data2[0,2],data3[0,2]]])
28
29#ax.plot()を入れるためのリスト定義
30lines_p2p=[0]*7
31
32#線を作成
33 #datx[0,0:3,0]：線のx座標に関する列,[1 -1 6]
34 #daty[0,0:3,0]：線のy座標に関する列
35 #datz[0,0:3,0]：線のz座標に関する列
36 #デフォルトだと更新毎に線の色が変わってしまうため、色を指定
37lines_p2p[0],=ax.plot(datx[0,0:3,0], daty[0,0:3,0], datz[0,0:3,0],color='red')
38
39#fargsにdatx,daty,datz,lines_p2pを加える
40line_ani = animation.FuncAnimation(fig, update_lines, 172, fargs=(data1,data2,data3,lines1,lines2,lines3, points1,points2,points3,datx,daty,datz,lines_p2p),
41                                   interval=1000, init_func=init, blit=True, repeat=True,)
42