为 maptlotlib FuncAnimation 维护一个颜色条

Question

我制作了一个脚本，它使用matplotlib'sFuncAnimation函数为抛物面函数的一系列等高线图设置动画。我想添加一个颜色条，其范围在整个动画中都不会改变。我真的不知道该怎么做。脚本如下所示：

import numpy as np
import itertools
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.mlab as ml
import matplotlib.animation as animation

#Generate some lists

def f(x,y,a):
    return a*(x**2+y**2)

avals = list(np.linspace(0,1,10))
xaxis = list(np.linspace(-2,2,9))
yaxis = list(np.linspace(-2,2,9))

xy = list(itertools.product(xaxis,yaxis))
xy = list(map(list,xy))
xy = np.array(xy)

x = xy[:,0]
y = xy[:,1]
x = list(x)
y = list(y)

zlist = []

for a in avals:
    z = []
    for i, xval in enumerate(x):
        z.append(f(x[i],y[i],a))
    zlist.append(z)

xi = np.linspace(min(x),max(x),len(x))
yi = np.linspace(min(y), max(y), len(y))

fig,ax = plt.subplots()

def animate(index):
    zi = ml.griddata(x, y, zlist[index], xi, yi, interp='linear')
    ax.clear()
    contourplot = ax.contourf(xi, yi, zi, cmap=plt.cm.hsv,origin='lower')
    #cbar = plt.colorbar(contourplot)
    ax.set_title('%03d'%(index))
    return ax

ani = animation.FuncAnimation(fig,animate,np.array([0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]),interval=200,blit=False)
plt.show()

第 42 行是我尝试包含所述颜色条的尝试。这里的问题是，因为FuncAnimation多次调用绘图函数（每帧一次），颜色条被多次绘制，从而弄乱了动画。我也想不出任何方法将颜色条实例移动到 animate 函数之外，因为ax对象似乎是本地的。

如何为整个动画放置一个颜色条？

请注意，以上是完全有效的代码。它应该适用于适当的 python 解释器。

Answer 1

我想这个想法是在更新函数之外创建一个等高线图并给它一个颜色条。等高线图需要定义级别，并且需要定义颜色范围。

ax.contourf(..., levels=levels, vmin=zmin, vmax=zmax)

其中zmin和zmax是要显示的最小和最大数据，并且levels是要使用的级别列表或数组。

然后，在动画函数中，您将只使用相同的参数创建一个新的等高线图，而根本不接触颜色条。

import numpy as np
import itertools
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.mlab as ml
import matplotlib.animation as animation

def f(x,y,a):
    return a*(x**2+y**2)

avals = list(np.linspace(0,1,10))
xaxis = list(np.linspace(-2,2,9))
yaxis = list(np.linspace(-2,2,9))

xy = list(itertools.product(xaxis,yaxis))
xy = np.array(list(map(list,xy)))

x = xy[:,0]
y = xy[:,1]

zlist = []

for a in avals:
    z = []
    for i, xval in enumerate(x):
        z.append(f(x[i],y[i],a))
    zlist.append(z)

xi = np.linspace(min(x),max(x),len(x))
yi = np.linspace(min(y), max(y), len(y))

zmin = min([min(zl) for zl in zlist])
zmax = max([max(zl) for zl in zlist])
levels = np.linspace(zmin, zmax,41)
kw = dict(levels=levels, cmap=plt.cm.hsv, vmin=zmin, vmax=zmax, origin='lower')

fig,ax = plt.subplots()
zi = ml.griddata(x, y, zlist[0], xi, yi, interp='linear')
contourplot = ax.contourf(xi, yi, zi, **kw)
cbar = plt.colorbar(contourplot)

def animate(index):
    zi = ml.griddata(x, y, zlist[index], xi, yi, interp='linear')
    ax.clear()
    ax.contourf(xi, yi, zi, **kw)
    ax.set_title('%03d'%(index))


ani = animation.FuncAnimation(fig,animate,10,interval=200,blit=False)
plt.show()