如何在MATLAB中加速非常慢的动画情节

Question

我正在尝试创建一个动画情节，但是我的代码非常慢，也许我使用的方法太幼稚了。在下面的示例中，我有4个子图，每个子图有3行，并在“时间”循环中进行了更新。

clc;clear;close all;
state = {'$x-Position$','$x-Velocity$','$y-Position$','$y-Velocity$'};
ylabels = {'$x$','$\dot{x}$','$y$','$\dot{y}$'};
options1 = {'interpreter','latex'};
options2 = {'interpreter','latex','fontsize',20};
maxT = 300;

for pp = 1:4
    hh1(pp)=subplot(2,2,pp);
    xlabel('$t$',options2{:});
    ylabel(ylabels{pp},options2{:});
    title(state{pp},options1{:})
    xlim([0 maxT])
    hold on
end
x = randn(4,300);
z = randn(4,300);
x_est = randn(4,300);
for k = 2:maxT
    for p = 1:4
        plot(hh1(p),k-1:k,x(p,k-1:k),'b','linewidth',2)
        plot(hh1(p),k-1:k,z(p,k-1:k),'m')
        plot(hh1(p),k-1:k,x_est(p,k-1:k),':k','linewidth',2)
    end
    drawnow;
end

从探查器输出中可以看出，这drawnow正在浪费时间。有什么方法可以使我更有效地创建此动画？

Answer 1

因为您需要动画，所以没有替代方法drawnow来更新框架。但是，并不是drawnow特别让您放慢速度-探查器可能会产生误导作用... drawnow仅更新自上次重新绘制以来的所有图形更改（在您的情况下为十几个新图）！

您会发现这hold非常慢。例如，如果您比较明智地持有商品，请删除现有商品hold on，仅在实际绘图时才拥有商品

% ... above code the same but without 'hold on'
for p = 1:4
    hold(hh1(p), 'on');
    % plots
    hold(hh1(p), 'off');
end

这样可以在我的PC上节省约10％的时间（从12.3秒降低到11.3秒）。

真正的加速来自hold完全删除以及所有单个plot呼叫！此方法也不会影响行格式，这将有助于提高速度。在此处查看有关更新绘图数据的先前问题。

只需更新绘图数据，而不添加绘图即可。这使我的速度提高了约68％（从12.3秒降低到4.0秒）。

% ... your same setup
% Initialise plot data
x = randn(4,300);
z = randn(4,300);
x_est = randn(4,300);
plts = cell(4,3);
hh1 = cell(4,1);

% Loop over subplots and initialise plot lines
for p = 1:4
    hh1{p}=subplot(2,2,p);
    xlabel('$t$',options2{:});
    ylabel(ylabels{p},options2{:});
    title(state{p},options1{:})
    xlim([0 maxT])
    % Hold on to make 3 plots. Create initial points and set line styles.
    % Store the plots in a cell array for later reference.
    hold on
    plts{p,1} = plot(hh1{p},1:2,x(p,1:2),'b','linewidth',2);
    plts{p,2} = plot(hh1{p},1:2,z(p,1:2),'m');
    plts{p,3} = plot(hh1{p},1:2,x_est(p,1:2),':k','linewidth',2);
    hold off
end
% March through time. No replotting required, just update XData and YData
for k = 2:maxT
    for p = 1:4
        set(plts{p,1}, 'XData', 1:k, 'YData', x(p,1:k) );
        set(plts{p,2}, 'XData', 1:k, 'YData', z(p,1:k) );
        set(plts{p,3}, 'XData', 1:k, 'YData', x_est(p,1:k) );
    end
    drawnow;
end    

现在，绘图已相当优化。如果要使动画更快，则只需使用第2、3，...，n个时间步（而不是每个时间步）进行绘制即可for k = 2:n:maxT。