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MatplotlibはPythonのおよび、NumPy用のグラフ描画ライブラリです。多くの場合、IPythonと連携して使われます。

Python

Pythonは、コードの読みやすさが特徴的なプログラミング言語の1つです。 強い型付け、動的型付けに対応しており、後方互換性がないバージョン2系とバージョン3系が使用されています。 商用製品の開発にも無料で使用でき、OSだけでなく仮想環境にも対応。Unicodeによる文字列操作をサポートしているため、日本語処理も標準で可能です。

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Python matplotlibアニメーションでの背景図形のズレについて

Kinsho

総合スコア18

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Anacondaは、Python本体とPythonで利用されるライブラリを一括でインストールできるパッケージです。環境構築が容易になるため、Python開発者間ではよく利用されており、商用目的としても利用できます。

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投稿2020/09/10 10:46

編集2020/09/10 10:51

前提・実現したいこと

Pythonのmatplotlibで粒子軌道のアニメーションを作っています.

元のtxtデータがこれで,

gifのイメージが

イメージ説明
こんな感じです.

何が問題かというと私は「(x,y)=(0,0)を中心とする半径1.8の円を底面として高さが-1.8<z<1.8の円柱」を背景に入れたいのですが,なぜかxy平面がズレてしまいます.
アニメーションの文字と被らないように勝手に文字を入れたのが原因でしょうか?

またこれをあるべき位置に移動させるにはどのようにするべきか対処法を教えてほしいです.

参考1,アニメーションについて
2,円柱描画

テキストパース部分

Python

1import re 2%matplotlib inline 3import numpy as np 4 5from matplotlib import pyplot as plt 6from matplotlib.animation import FuncAnimation 7from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D 8import mpl_toolkits.mplot3d.art3d as art3d 9from matplotlib.patches import Circle 10 11with open("rev2.txt") as f: 12 lines = f.read().splitlines() 13 14sep_indices = [] 15for i, line in enumerate(lines): 16 if line.startswith("t"): 17 sep_indices.append(i) 18 19data = [] 20for s, e in zip(sep_indices, sep_indices[1:] + [len(lines)]): 21 time_str = lines[s] 22 points_str = "\n".join(lines[s + 1 : e]) 23 24 time = float(re.match(r"t=(.+)ns", time_str).group(1)) 25 w, x, y, z = np.fromstring(points_str, sep=" ").reshape(-1, 4).T 26 color = np.where(w == 0, "r", "w") # 1列目が0なら赤、それ以外なら白 27 28 data.append({"time": time, "color": color, "x": x, "y": y, "z": z})

アニメーション作成部分

Python

1fig = plt.figure(figsize=(9, 9)) 2ax = fig.add_subplot(projection="3d") 3 4 5zzz = np.linspace(-1.8, 1.8, 100) 6theta = np.linspace(0, 2*np.pi, 100) 7Theta,backz=np.meshgrid(theta, zzz) 8backx = 1.8*np.cos(Theta) 9backy = 1.8*np.sin(Theta) 10 11ax.plot_surface(backx,backy,backz, color='#f8ecd5',alpha=0.2) 12 13soko = Circle((0, 0), 1.8,color='#f8ecd5',alpha=0.2) 14ax.add_patch(soko) 15art3d.pathpatch_2d_to_3d(soko, z=-1.8, zdir="z") 16 17futa = Circle((0, 0), 1.8,color='#f8ecd5',alpha=0.2) 18ax.add_patch(futa) 19art3d.pathpatch_2d_to_3d(futa, z=1.8, zdir="z") 20 21 22 23 24ax.set_xlabel('x axis') 25ax.set_ylabel('y axis') 26ax.set_zlabel('z axis') 27ax.set_xlim([-2.5, 2.5]) 28ax.set_ylim([-2.5, 2.5]) 29ax.set_zlim([-2.5, 2.5]) 30 31 32# 空の散布図とタイトルオブジェクトを作成しておく。 33scatter = ax.scatter([], [], [], c="b") 34title = ax.set_title("") 35 36 37def update(sample): 38 # タイトル更新を更新する。 39 title.set_text(f"time={sample['time']}ns") 40 # 散布図更新を更新する。 41 scatter._offsets3d = ( 42 sample["x"], 43 sample["y"], 44 sample["z"], 45 ) 46 # 点とエッジの色を更新する。 47 scatter._facecolor3d = sample["color"] 48 scatter._edgecolor3d = sample["color"] 49 50# アニメーションを作成する。 51anim = FuncAnimation(fig, update, data, interval=100) 52anim.save("rev2.gif", writer="pillow")

このzzzやbackxが自分で勝手に入れた文字ですがそのままx,y,zと入れていくとアニメーション部分にぶつかりそうな気がしたり,ほかの部分の文字を変えていくと結局同じような問題が発生しそうで混乱してしまいました.
調べれば調べるほどわからなくなってきたので教えていただけますと幸いです.

補足情報(FW/ツールのバージョンなど)

Pythonとanacondaは本日アップデートしたばかりです.

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回答1

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ベストアンサー

図形がずれているのではなく、目盛りがずれています。
以下を消すと直ります。

diff

1- ax.set_xlim([-2.5, 2.5]) 2- ax.set_ylim([-2.5, 2.5]) 3- ax.set_zlim([-2.5, 2.5])

matplotlib の 3D グラフ描画機能は OpenGL のように本当の意味での 3D レンダリングを行っているわけではないので、3D 描画に関しては所々問題があるようです。

投稿2020/09/10 11:44

tiitoi

総合スコア21956

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Kinsho

2020/09/10 12:55

できました! 昨日のアニメーションに続きご回答ありがとうございます. この課題が終わったらグラフ描画ツールについて勉強して私も使いこなせるように頑張りたいと思います!
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