MATLABでGIFアニメーションを作成するベストプラクティス

この記事では，MATLABでGIFアニメーションを作成するベストプラクティスを紹介します．
MATLAB Flipbook Mini Hackの情報を参考に，記事を執筆しています．

はじめに

MATLABコミュニティでは，定期的にコンテストを開催しています．
2023年11月6日～12月3日の期間，MATLAB Flipbook Mini Hackが開催されました．
これは，2000文字以内のMATLABコードで，どのような素晴らしいアニメーションを作成できるか競うコンテストです．
GIFアニメーションを作成するMATLABコードを投稿し，生成されたGIFを人気投票します．

去年と一昨年に開催された画像コンテスト(1)(2)は，コンテスト終了後もコードと画像が公開されているので，今回のコンテスト参加者のデータも公開状態のままだと思います．

コンテスト主催者が用意した素晴らしいコードを
MATLABでGIFアニメーションを作成するベストプラクティスとして紹介します．

アニメーション生成関数

MATLABコードは，コンテスト参加者が共通して利用するcontestAnimator関数と各自で記述するdrawframe関数に分かれます．
contestAnimator関数は，以下の通りです．

contestAnimator.m

function contestAnimator()
    animFilename = 'animation.gif'; % Output file name
    firstFrame = true;
    framesPerSecond = 24;
    delayTime = 1/framesPerSecond;
    % Create the gif
    for frame = 1:48
        drawframe(frame)
        fig = gcf(); 
        fig.Units = 'pixels';
        fig.Position(3:4) = [300,300];
        im = getframe(fig);
        [A,map] = rgb2ind(im.cdata,256);
        if firstFrame
            firstFrame = false;
            imwrite(A,map,animFilename, LoopCount=Inf, DelayTime=delayTime);
        else
            imwrite(A,map,animFilename, WriteMode="append", DelayTime=delayTime);
        end
    end
end

最初の4行には，設定が書かれています．
まず，出力するファイル名を指定します．
次に，firstFrame変数をtrueで宣言します．GIFアニメーション作成の1フレーム目とそれ以降のフレームでは処理が違うため，その分岐に使用します．
そして，1秒間の動画を何枚の画像で構成するか，1枚の画像を何秒表示するか指定します．

for文で画像を1枚づつファイルに追加することで，GIFアニメーションを作成します．
今回は，48枚の画像を用いて2秒のGIFアニメーションを作成します．
drawframe(frame)は，各自で記述する画像作成関数です．
作成した画像について，幾つかの整形をした後，imwrite関数でGIFアニメーションを作成，更新します．

im.cdataは，300x300x3 uint8型のデータです．ピクセル毎のRGB値が格納されています．
mapは，Nx3 doubleのN色カラーマップです．画像に使われている色が格納されています．
Aは，300x300 uint8型のデータです．ピクセル毎に対応するmapのインデックスが格納されています．

アニメーション作成例

どのようなGIFアニメーションが作成できるのか，試してみます．
こちらのコードを参考に，以下のコードでGIFアニメーションを作成します．

drawframe.m

function drawframe(f)
    cla
    text(0.2,0.5,sprintf('%2d',f),fontsize=100);
end

contestAnimator.mを実行するだけで．GIFアニメーションを簡単に作成できました．
1秒間に24秒の画像が表示されると，目に優しくなさそうです．
ギャラリーからお気に入りのGIFを見つけて，皆さんも遊んでみてはいかがでしょうか？

自分も3つほどコードを投稿してみました．
frame数やdelayTimeの変更で，緩やかに変化する長いGIFアニメーションを作成できます．

Simplex-lattice design	Incremental Lattice Design	Bayesian optimization

終わりに

GIFアニメーションは，QiitaやGitHubを含む色々なサイトで利用できます．
GIFアニメーションを積極的に活用していきましょう．