matplotlib.animationを利用してgif画像を作る (ArtistAnimation)

matplotlibはデータ解析の可視化ツールとして一般的に用いられています．

今回は，matplotlib.animation機能を使ってgif画像を作ってみたので，そのコードを紹介します．
最終的には，以下のgifアニメーションを作りたいとします．

matplotlib.animationには，「ArtistAnimation」機能「FuncAnimation」機能があります．
今回は「ArtistAnimation」機能で話を進めます．
「FuncAnimation」機能については，こちらのページでまとめています．
matplotlib.animationを利用してgif画像を作る (FuncAnimation)

なお，こちらのページも参考にしています．

• Animation using matplotlib with subplots and ArtistAnimation
  

動作環境

• Ubuntu
• Anaconda3(Python3.6.6)
• anaconda

Subplot機能を用いずにgif画像を生成

ArtistAnimationの考え方は，用意したリストに画像をappendして，繋ぎ合わせる事で連続画像(gif)にします．以下のgifアニメーションを作りたいとします．

コードは以下の通りです．

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.animation as animation

fig = plt.figure() #figure objectを取得．
ax = fig.add_subplot(111)

x = np.arange(0,10,1)

ims = [] #Line2D objectを入れるリストを用意
for time in range(x.shape[0]):
    im = ax.plot(x[0:time] ,x[0:time] ** 2) #Line2D objectを取得
    ims.append(im) #imsにappendする

#ArtistAnimation機能で，imsの中の画像を繋ぎ合わせる．
ani = animation.ArtistAnimation(fig, ims, interval = 100)

#imagemagickを使って，gif画像を保存
ani.save("test.gif", writer="imagemagick")

figure objectと，Line2D objectが入ったリストを用意すれば，簡単に作れます．
なお，intervalは画像の表示間隔を調整するargumentです．

#subplot機能と組み合わせて使う．

さて，本題です．
次は2つの画像をsubplotで表示して，gifアニメーションを作成します．

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.animation as animation

fig, (ax1, ax2) = plt.subplots(2,1)

x = np.arange(0,10,1)

ims = []
for time in range(x.shape[0]):
    #im1の後ろに「,」を付けること
    im1, = ax1.plot(x[0:time], x[0:time] ** 2, color = 'forestgreen' )
    #im2の後ろに「,」を付けること
    im2, = ax2.plot(x[0:time], -x[0:time] ** 2 + 100, color = 'darkred' )
    #[im1,im2] というリストをimsにappendする事．
    ims.append([im1, im2])
    
ani = animation.ArtistAnimation(fig, ims, interval=500)
ani.save("test.gif", writer="imagemagick")

注意点として，im,やim2,のように「,」を付けるのを忘れないようにしましょう．

まとめ

animation機能を使えば，計算過程を可視化出来たるすると思います．
相手にも伝わりやすくなるかもしれません．