Pythonで３D空間上に棒を動かすアニメーション

棒の端点を時系列データで動かすことで，3D空間上にアニメーション表示する

Bar_anim3.py

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.animation as animation
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D

# サンプル時系列加速度データを生成（ここに実際のデータを使用）
time_steps = 100
t = np.linspace(0, 10, time_steps)
acceleration = np.sin(2 * np.pi * t)  # 加速度データの例

# 棒の長さと節点の初期位置を設定
length = 1.0
initial_positions = np.array([[0, 0, 0], [length, 0, 0]])

# フィギュアと3Dプロットの作成
fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')
ax.set_xlim(-0.5, 1.5)
ax.set_ylim(-0.5, 0.5)
ax.set_zlim(-0.5, 0.5)

# 初期プロットの設定
line, = ax.plot(initial_positions[:, 0], initial_positions[:, 1], initial_positions[:, 2], lw=3)

# アニメーション初期化関数
def init():
    line.set_data(initial_positions[:, 0], initial_positions[:, 1])
    line.set_3d_properties(initial_positions[:, 2])
    return line,

# アニメーション関数
def animate(i):
    # 棒の端点の位置を更新（1点の加速度データに基づいて）
    displacement = 0.5 * acceleration[i] * t[i]**2  # 簡略化した変位計算
    new_positions = initial_positions.copy()
    new_positions[1, 2] = displacement  # Z軸方向に変位を適用
    
    line.set_data(new_positions[:, 0], new_positions[:, 1])
    line.set_3d_properties(new_positions[:, 2])
    return line,

# アニメーションの設定
ani = animation.FuncAnimation(fig, animate, init_func=init, frames=time_steps, interval=100, blit=True)

# GIFとして保存
ani.save("animation.gif", writer='pillow', fps=10)

# アニメーションの表示
plt.show()