6.6 自动生成图像视频

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6.6.1 准备工作

如果你和我一样使用的是 Jupyter 这个工具的话，在绘制之前，需要安装一个工具，就是 ffmpeg。

安装方法，可以参考 「在Windows上安装FFmpeg程序」

由于我使用的是 Anaconda ，我需要将其安装到我的环境中。首先打开我们的命令行（注意不是一般的CMD），使用windows 的查找入口：

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然后执行如下命令安装

conda install -c conda-forge ffmpeg

6.6.2 绘制原理

我们都知道，视频是由一帧一帧的图片画面组合而成的。只不过其切换的速度很快，过渡平滑，才让我们看起来毫无违和感。

视频的录制，其实和上一章的 gif 动态图用法是一致的，只不过有用的工具方法有所不同而已。这里使用的是HTML(ani.to_html5_video())

接下来，来看看绘制的整体代码框架（伪代码）。

# 导入相关模块
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from IPython.display import HTML
from matplotlib.animation import FuncAnimation

# 生成数据（用于传入updata函数）
def data_gen():
    pass

# 初始化图像（譬如 坐标范围）
def init():
    pass

# 将最新数据添加到图像中
def update(data):
    pass

# 核心方法入口
ani = FuncAnimation()

# 生成一个视频动画
HTML(ani.to_html5_video())

需要注意的是，最后一个 HTML 函数里指定 to_html5_video 方法，能和这一整个变化的过程，转换成一个视频片段。可以很方便的让我们在 Jupyter NoteBook 里观察整个变化的过程。

生成的视频，可以反复播放，当然也可以右键进行下载。

6.6.3 方法参数

本节最重要的知识点，其实就一个函数（FuncAnimation），他可以接收很多参数。要使用它，必须得先知道这些参数都有什么用途。

  • fig：进行动画绘制的figure

  • init_func：自定义开始帧，即传入刚定义的函数init

  • interval：更新频率，以ms计。

  • blit：选择更新所有点，还是仅更新产生变化的点。应选择True。

  • func：接收来自 frames 函数传来的 frame 值，作为更新图像最新数据。

  • frames：可接收对象有 iterable, int, generator function, or None。用途生成数据传递给func函数

6.6.4 录制实战

这里截取官网上一个小例子，来做个演示。代码如下：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from IPython.display import HTML
from matplotlib.animation import FuncAnimation

# 生成数据（用于传入updata函数）
def data_gen(x=0):
    cnt = 0
    while cnt < 1000:
        cnt += 1
        x += 0.1
        yield x, np.sin(2*np.pi*x) * np.exp(-x/10.)

# 初始化图像（譬如 坐标范围）
def init():
    ax.set_ylim(-1.1, 1.1)
    ax.set_xlim(0, 10)
    del xdata[:]
    del ydata[:]
    line.set_data(xdata, ydata)
    return line,

# 将最新数据添加到图像中
def update(data):
    x, y = data
    xdata.append(x)
    ydata.append(y)
    line.set_data(xdata, ydata)
    return line,

fig, ax = plt.subplots()
line, = ax.plot([], [], lw=2)
ax.grid()
xdata, ydata = [], []

ani = FuncAnimation(fig=fig,
                    func=update,
                    frames=data_gen,
                    init_func=init,
                    interval=20,
                    repeat=False,
                    blit=False)
HTML(ani.to_html5_video())

将这段代码放入，NoteBook 里运行后。会输出一个小短片。

我将这个小短片下载并上传至后台，你可以点击 公众号原文 感受一下。

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