从输出 txt matplotlib 制作电影
making movie from output txt matplotlib
我正在尝试使用 matplotlib 从包含 n 体问题的解决方案的 txt 输出文件制作电影。我需要做的基本事情是 select 行在输出文件中具有一定的时间差（在接近遇到时，时间步变小以保持精度，所以我得到更多的输出行）并使用这些制作电影。我使用的输出文件的每一行都包含一个时间和不同粒子的位置。
我在网上找到了很多使用 matplotlib 制作动画的教程（例如制作正弦波动画），但我似乎找不到任何教程可以帮助我实现使用 txt 文件制作电影的目标有了它。
这是我使用的输出文件中的几行示例：
0.0005 -2 -1 1 -1 1 3
0.1505 -1.99288 -0.998912 0.99496 -0.997876 0.998912 2.99501
0.3005 -1.97152 -0.995647 0.97983 -0.991519 0.995647 2.98006
0.4505 -1.93558 -0.990164 0.954369 -0.980896 0.990164 2.95504
0.6005 -1.88448 -0.982387 0.918153 -0.965948 0.982391 2.91976
0.7505 -1.81732 -0.972201 0.870528 -0.946598 0.972217 2.87393
0.9005 -1.73279 -0.959441 0.810535 -0.922745 0.959494 2.81716
1.0505 -1.62897 -0.943865 0.736769 -0.894279 0.944017 2.74895
1.2005 -1.50304 -0.925119 0.647125 -0.861093 0.925512 2.66865
1.3505 -1.35056 -0.902646 0.538279 -0.82313 0.903612 2.57541
1.5005 -1.16395 -0.875477 0.404466 -0.780528 0.877819 2.46818
1.6505 -0.92788 -0.84154 0.233839 -0.734119 0.847441 2.34559
1.7829 -0.644524 -0.800616 0.0259867 -0.693428 0.816054 2.2232
1.8129 -0.560299 -0.78792 -0.0367125 -0.685743 0.808253 2.19346
1.8429 -0.459578 -0.771672 -0.112441 -0.680428 0.800171 2.16294
1.85368 -0.416242 -0.763979 -0.145323 -0.679882 0.797195 2.15178
1.85655 -0.403697 -0.761621 -0.154881 -0.679979 0.796398 2.14879
1.85919 -0.391633 -0.75928 -0.16409 -0.680198 0.795662 2.14604
1.86161 -0.380057 -0.756956 -0.172945 -0.680536 0.794983 2.1435
1.86383 -0.368974 -0.754647 -0.181438 -0.680989 0.794361 2.14118
1.86584 -0.35839 -0.75235 -0.189563 -0.681555 0.793793 2.13906
1.86767 -0.348313 -0.750063 -0.197316 -0.682229 0.793277 2.13713
1.86932 -0.338746 -0.747786 -0.204689 -0.683008 0.79281 2.13539
1.8708 -0.329696 -0.745515 -0.211678 -0.683887 0.792391 2.13383
1.87212 -0.321167 -0.743249 -0.218277 -0.684864 0.792017 2.13244
1.87329 -0.313163 -0.740986 -0.224481 -0.685933 0.791685 2.1312
1.87432 -0.305688 -0.738724 -0.230285 -0.68709 0.791393 2.13012
1.87521 -0.298747 -0.73646 -0.235685 -0.688332 0.791138 2.12917
1.87599 -0.292342 -0.734192 -0.240677 -0.689654 0.790917 2.12835
1.87665 -0.286477 -0.731918 -0.245255 -0.691052 0.790728 2.12764
1.87721 -0.281154 -0.729636 -0.249417 -0.69252 0.790568 2.12705
1.87768 -0.276376 -0.727345 -0.25316 -0.694055 0.790434 2.12655
1.87806 -0.272145 -0.72504 -0.256478 -0.695652 0.790323 2.12614
1.87838 -0.268462 -0.722721 -0.259371 -0.697306 0.790233 2.1258
1.87863 -0.265328 -0.720385 -0.261833 -0.699012 0.79016 2.12553
1.87884 -0.262746 -0.71803 -0.263865 -0.700766 0.790102 2.12532
1.879 -0.260714 -0.715653 -0.265462 -0.702564 0.790055 2.12514
1.87913 -0.259235 -0.713253 -0.266623 -0.704399 0.790017 2.125
1.87925 -0.258306 -0.710827 -0.267346 -0.706268 0.789985 2.12488
1.87935 -0.257929 -0.708373 -0.26763 -0.708165 0.789955 2.12477
1.87945 -0.258103 -0.705889 -0.267473 -0.710086 0.789926 2.12466
1.87957 -0.258825 -0.703373 -0.266876 -0.712025 0.789893 2.12454
1.87971 -0.260095 -0.700823 -0.265836 -0.713978 0.789853 2.12439
1.87987 -0.261911 -0.698236 -0.264354 -0.71594 0.789805 2.12422
1.88008 -0.264272 -0.695611 -0.26243 -0.717906 0.789745 2.12399
1.88035 -0.267173 -0.692945 -0.260063 -0.719871 0.78967 2.12371
1.88067 -0.270613 -0.690236 -0.257255 -0.72183 0.789576 2.12336
1.88107 -0.274589 -0.687483 -0.254006 -0.723778 0.789462 2.12294
1.88155 -0.279096 -0.684683 -0.250318 -0.72571 0.789324 2.12243
1.88213 -0.284131 -0.681835 -0.24619 -0.727621 0.789159 2.12182
1.8828 -0.289691 -0.678936 -0.241626 -0.729507 0.788964 2.12109
1.8836 -0.29577 -0.675984 -0.236626 -0.731362 0.788736 2.12025
1.88451 -0.302363 -0.672978 -0.231194 -0.733181 0.788473 2.11927
1.88556 -0.309466 -0.669916 -0.22533 -0.734959 0.788171 2.11815
1.88675 -0.317072 -0.666795 -0.219039 -0.736692 0.787828 2.11688
1.88809 -0.325177 -0.663613 -0.212322 -0.738375 0.78744 2.11544
1.88959 -0.333773 -0.66037 -0.205184 -0.740002 0.787004 2.11383
1.89127 -0.342855 -0.657062 -0.197626 -0.741568 0.786518 2.11203
第一行是时间，第二行和第三行是第一个粒子的 x 和 y 位置，依此类推第二个和第三个粒子。因此，我要实现的目标基本上是使用此输出文件制作一部电影，以显示正确时间的粒子运动（电影期间时间必须以相同的速率流动）。任何人都知道如何做这样的事情？
下面的代码应该可以满足您的需求。基本思想是对模拟输出的坐标进行插值，以便您可以在相等的时间步长上绘制它们。
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.animation as animation
from scipy.interpolate import interp1d
class AnimatedScatter(object):
def __init__(self, t, xpositions, ypositions):
self.fig = plt.figure()
self.ax = self.fig.add_subplot(111)
self.sim_data = np.dstack((xpositions, ypositions))
self.t = t
nframes = len(t)
self.ani = animation.FuncAnimation(self.fig, self.update,\
frames=np.arange(nframes),\
init_func=self.setup_plot)
def setup_plot(self):
self.scat = self.ax.scatter(self.sim_data[0,:,0], self.sim_data[0,:,1])
self.fig.suptitle("t = %f" % (self.t[0]))
return [self.scat]
def update(self, i):
self.scat.set_offsets(self.sim_data[i])
self.fig.suptitle("t = %f" % (self.t[i]))
return [self.scat]
def show(self):
plt.show()
data = np.genfromtxt("data.txt")
tsim = data[:,0]
xsim = data[:,1::2]
ysim = data[:,2::2]
nframes = 100
nparts = xsim.shape[1]
tplot = np.linspace(tsim[0], tsim[-1], nframes)
xplot = np.empty( (nframes, nparts) )
yplot = np.empty( (nframes, nparts) )
for i in xrange( nparts ):
xspl = interp1d(tsim, xsim[:,i])
yspl = interp1d(tsim, ysim[:,i])
xplot[:,i] = xspl(tplot)
yplot[:,i] = yspl(tplot)
a = AnimatedScatter(tplot, xplot, yplot)
a.show()
我正在尝试使用 matplotlib 从包含 n 体问题的解决方案的 txt 输出文件制作电影。我需要做的基本事情是 select 行在输出文件中具有一定的时间差（在接近遇到时，时间步变小以保持精度，所以我得到更多的输出行）并使用这些制作电影。我使用的输出文件的每一行都包含一个时间和不同粒子的位置。
我在网上找到了很多使用 matplotlib 制作动画的教程（例如制作正弦波动画），但我似乎找不到任何教程可以帮助我实现使用 txt 文件制作电影的目标有了它。
这是我使用的输出文件中的几行示例：
0.0005 -2 -1 1 -1 1 3
0.1505 -1.99288 -0.998912 0.99496 -0.997876 0.998912 2.99501
0.3005 -1.97152 -0.995647 0.97983 -0.991519 0.995647 2.98006
0.4505 -1.93558 -0.990164 0.954369 -0.980896 0.990164 2.95504
0.6005 -1.88448 -0.982387 0.918153 -0.965948 0.982391 2.91976
0.7505 -1.81732 -0.972201 0.870528 -0.946598 0.972217 2.87393
0.9005 -1.73279 -0.959441 0.810535 -0.922745 0.959494 2.81716
1.0505 -1.62897 -0.943865 0.736769 -0.894279 0.944017 2.74895
1.2005 -1.50304 -0.925119 0.647125 -0.861093 0.925512 2.66865
1.3505 -1.35056 -0.902646 0.538279 -0.82313 0.903612 2.57541
1.5005 -1.16395 -0.875477 0.404466 -0.780528 0.877819 2.46818
1.6505 -0.92788 -0.84154 0.233839 -0.734119 0.847441 2.34559
1.7829 -0.644524 -0.800616 0.0259867 -0.693428 0.816054 2.2232
1.8129 -0.560299 -0.78792 -0.0367125 -0.685743 0.808253 2.19346
1.8429 -0.459578 -0.771672 -0.112441 -0.680428 0.800171 2.16294
1.85368 -0.416242 -0.763979 -0.145323 -0.679882 0.797195 2.15178
1.85655 -0.403697 -0.761621 -0.154881 -0.679979 0.796398 2.14879
1.85919 -0.391633 -0.75928 -0.16409 -0.680198 0.795662 2.14604
1.86161 -0.380057 -0.756956 -0.172945 -0.680536 0.794983 2.1435
1.86383 -0.368974 -0.754647 -0.181438 -0.680989 0.794361 2.14118
1.86584 -0.35839 -0.75235 -0.189563 -0.681555 0.793793 2.13906
1.86767 -0.348313 -0.750063 -0.197316 -0.682229 0.793277 2.13713
1.86932 -0.338746 -0.747786 -0.204689 -0.683008 0.79281 2.13539
1.8708 -0.329696 -0.745515 -0.211678 -0.683887 0.792391 2.13383
1.87212 -0.321167 -0.743249 -0.218277 -0.684864 0.792017 2.13244
1.87329 -0.313163 -0.740986 -0.224481 -0.685933 0.791685 2.1312
1.87432 -0.305688 -0.738724 -0.230285 -0.68709 0.791393 2.13012
1.87521 -0.298747 -0.73646 -0.235685 -0.688332 0.791138 2.12917
1.87599 -0.292342 -0.734192 -0.240677 -0.689654 0.790917 2.12835
1.87665 -0.286477 -0.731918 -0.245255 -0.691052 0.790728 2.12764
1.87721 -0.281154 -0.729636 -0.249417 -0.69252 0.790568 2.12705
1.87768 -0.276376 -0.727345 -0.25316 -0.694055 0.790434 2.12655
1.87806 -0.272145 -0.72504 -0.256478 -0.695652 0.790323 2.12614
1.87838 -0.268462 -0.722721 -0.259371 -0.697306 0.790233 2.1258
1.87863 -0.265328 -0.720385 -0.261833 -0.699012 0.79016 2.12553
1.87884 -0.262746 -0.71803 -0.263865 -0.700766 0.790102 2.12532
1.879 -0.260714 -0.715653 -0.265462 -0.702564 0.790055 2.12514
1.87913 -0.259235 -0.713253 -0.266623 -0.704399 0.790017 2.125
1.87925 -0.258306 -0.710827 -0.267346 -0.706268 0.789985 2.12488
1.87935 -0.257929 -0.708373 -0.26763 -0.708165 0.789955 2.12477
1.87945 -0.258103 -0.705889 -0.267473 -0.710086 0.789926 2.12466
1.87957 -0.258825 -0.703373 -0.266876 -0.712025 0.789893 2.12454
1.87971 -0.260095 -0.700823 -0.265836 -0.713978 0.789853 2.12439
1.87987 -0.261911 -0.698236 -0.264354 -0.71594 0.789805 2.12422
1.88008 -0.264272 -0.695611 -0.26243 -0.717906 0.789745 2.12399
1.88035 -0.267173 -0.692945 -0.260063 -0.719871 0.78967 2.12371
1.88067 -0.270613 -0.690236 -0.257255 -0.72183 0.789576 2.12336
1.88107 -0.274589 -0.687483 -0.254006 -0.723778 0.789462 2.12294
1.88155 -0.279096 -0.684683 -0.250318 -0.72571 0.789324 2.12243
1.88213 -0.284131 -0.681835 -0.24619 -0.727621 0.789159 2.12182
1.8828 -0.289691 -0.678936 -0.241626 -0.729507 0.788964 2.12109
1.8836 -0.29577 -0.675984 -0.236626 -0.731362 0.788736 2.12025
1.88451 -0.302363 -0.672978 -0.231194 -0.733181 0.788473 2.11927
1.88556 -0.309466 -0.669916 -0.22533 -0.734959 0.788171 2.11815
1.88675 -0.317072 -0.666795 -0.219039 -0.736692 0.787828 2.11688
1.88809 -0.325177 -0.663613 -0.212322 -0.738375 0.78744 2.11544
1.88959 -0.333773 -0.66037 -0.205184 -0.740002 0.787004 2.11383
1.89127 -0.342855 -0.657062 -0.197626 -0.741568 0.786518 2.11203
第一行是时间，第二行和第三行是第一个粒子的 x 和 y 位置，依此类推第二个和第三个粒子。因此，我要实现的目标基本上是使用此输出文件制作一部电影，以显示正确时间的粒子运动（电影期间时间必须以相同的速率流动）。任何人都知道如何做这样的事情？
下面的代码应该可以满足您的需求。基本思想是对模拟输出的坐标进行插值，以便您可以在相等的时间步长上绘制它们。
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.animation as animation
from scipy.interpolate import interp1d
class AnimatedScatter(object):
def __init__(self, t, xpositions, ypositions):
self.fig = plt.figure()
self.ax = self.fig.add_subplot(111)
self.sim_data = np.dstack((xpositions, ypositions))
self.t = t
nframes = len(t)
self.ani = animation.FuncAnimation(self.fig, self.update,\
frames=np.arange(nframes),\
init_func=self.setup_plot)
def setup_plot(self):
self.scat = self.ax.scatter(self.sim_data[0,:,0], self.sim_data[0,:,1])
self.fig.suptitle("t = %f" % (self.t[0]))
return [self.scat]
def update(self, i):
self.scat.set_offsets(self.sim_data[i])
self.fig.suptitle("t = %f" % (self.t[i]))
return [self.scat]
def show(self):
plt.show()
data = np.genfromtxt("data.txt")
tsim = data[:,0]
xsim = data[:,1::2]
ysim = data[:,2::2]
nframes = 100
nparts = xsim.shape[1]
tplot = np.linspace(tsim[0], tsim[-1], nframes)
xplot = np.empty( (nframes, nparts) )
yplot = np.empty( (nframes, nparts) )
for i in xrange( nparts ):
xspl = interp1d(tsim, xsim[:,i])
yspl = interp1d(tsim, ysim[:,i])
xplot[:,i] = xspl(tplot)
yplot[:,i] = yspl(tplot)
a = AnimatedScatter(tplot, xplot, yplot)
a.show()