如何更新matplotlib中的3D箭头动画

Question

我正在尝试使用 matplotlib 在 python 中重现 this animation 的左图。

我可以使用 3D 箭袋功能生成矢量箭头，但我 read here 似乎无法设置箭头的长度。所以，我的情节看起来不太正确：

所以，问题是：如何生成多个不同长度的 3D 箭头？重要的是，我能否以这样一种方式生成它们，以便我可以轻松地为动画的每一帧进行修改？

到目前为止，这是我的代码，使用不太有前途的 3D 箭袋方法：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import mpl_toolkits.mplot3d.axes3d

ax1 = plt.subplot(111,projection='3d')

t = np.linspace(0,10,40)

y = np.sin(t)
z = np.sin(t)
line, = ax1.plot(t,y,z,color='r',lw=2)

ax1.quiver(t,y,z, t*0,y,z)
plt.show()

Answer 1

正如 Azad 所建议的，一个不优雅但有效的解决方案是简单地编辑 mpl_toolkits/mplot3d/axes3d.py 以删除规范化。由于我不想弄乱我实际的 matplotlib 安装，我只是将 axes3d.py 文件复制到与我的其他脚本相同的目录并修改了行

norm = math.sqrt(u ** 2 + v ** 2 + w ** 2)

到

norm = 1

（一定要更改正确的行。"norm" 的另一个用途是高几行。）此外，要使 axes3d.py 在 mpl 目录之外时正常运行，我变了

from . import art3d
from . import proj3d
from . import axis3d

到

from mpl_toolkits.mplot3d import art3d
from mpl_toolkits.mplot3d import proj3d
from mpl_toolkits.mplot3d import axis3d

这是我能够生成的漂亮动画（不确定颜色出了什么问题，在我上传到 SO 之前它看起来不错）。

以及生成动画的代码：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import axes3d_hacked

ax1 = plt.subplot(111,projection='3d')
plt.ion()
plt.show()

t = np.linspace(0,10,40)

for index,delay in enumerate(np.linspace(0,1,20)):
    y = np.sin(t+delay)
    z = np.sin(t+delay)

    if delay > 0:
        line.remove()
        ax1.collections.remove(linecol)

    line, = ax1.plot(t,y,z,color='r',lw=2)
    linecol = ax1.quiver(t,y,z, t*0,y,z)

    plt.savefig('images/Frame%03i.gif'%index)
    plt.draw()

plt.ioff()
plt.show()

现在，如果我能让那些箭头看起来更漂亮，并且有漂亮的填充头就好了。但这是一个单独的问题...

编辑：未来，matplotlib 将不会根据此 pull request.

自动归一化 3D 箭袋中的箭头长度

Answer 2

另一个解决方案是在每个箭头上单独调用 ax.quiever - 每个调用都有自己的 length 属性。这不是很有效，但它会让你继续前进。

并且无需更改 MPL 代码

如何更新matplotlib中的3D箭头动画

How to update 3D arrow animation in matplotlib

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