当我添加新输入时，如何使以前的输入在 Matlab 图中逐渐淡出

Question

假设我有这个非常简单的循环

for i=1:10
    [xO, yO, xA, yA, xB, yB, xC, yC] = DoSomething(i);
    line([xO,xA,xB,xC],[yO,yA,yB,yC]);
    pause(0.1);
end

我正在绘制的坐标对应于多体系统的关节，我正在模拟它们随时间的位置（请在此处查看绘图示例）：

由于某些链接以周期性方式移动，因此很难直观地跟踪移动。出于这个原因，现在出现了一个问题：如何以一种方式绘制线条，当绘制新线条时，先前的线条会逐渐消失？换句话说，这样我就有了从最近绘制的数据（最不透明）到最旧的数据（越来越透明直到完全消失）的梯度。

这样当一条新线画在与非常旧的数据相同的位置时，我会注意到它是一条新线。

Answer 1

您可以通过修改过去几行的第 4 个 Color 属性来做到这一点。

这是生成的 gif 演示演示，其中我将每帧的透明度淡出 10%，因此只有最近的 10 行可见。

代码如下，详见我的评论：

% Set up some demo values for plotting around a circle
a = 0:0.1:2*pi; n = numel(a);
[x,y] = pol2cart( a, ones(1,n) );

% Initialise the figure, set up axes etc
f = figure(1); clf; xlim([-1,1]); ylim([-1,1]);
% Array of graphics objects to store the lines. Could use a cell array.
lines = gobjects( 1, n );
% "Buffer" size, number of historic lines to keep, and governs the 
% corresponding fade increments.
nFade = 10;

% Main plotting loop
for ii = 1:n
    % Plot the line
    lines(ii) = line( [0,x(ii)], [0,y(ii)] );
    % Loop over past lines.
    % Note that we only need to go back as far as ii-nFade, earlier lines
    % will already by transparent with this method!
    for ip = max(1,ii-nFade):ii
        % Set the 4th Color attribute value (the alpha) as a percentage
        % from the current index. Could do this various ways.
        lines(ip).Color(4) = max( 0, 1 - (ii-ip)/nFade );
    end
    % Delay for animation
    pause(0.1);
end

如果线路很多，您可能需要进行一些 plot/memory 管理。您可以通过添加类似

的内容来删除透明线

if lines(ii).Color(4) < 0.01
    delete(lines(ii));
end

循环内。这样你的身材就不会有大量的透明残留物。

备注：

我生成了实际的 gif using imwrite 以防你也感兴趣。
显然第 4 种颜色值 'feature' 已在 R2018b 中贬值（不确定是否有正式记录）。

获得足够的赞成票来激励制作一个更有趣的演示...

Answer 2

Matlab 2018a 或更高版本（或更早，至少晚于 2012a）的解决方案

由于 Matlab 2018a 不再支持作为 alpha 值的第四个颜色参数（并且显然从来没有像 Cris Luengo 指出的那样支持），这里是使用 patchline 函数在 Matlab 2018a 中工作的解决方案来自文件交换（归功于 Brett Shoelson）。

% init the figure
figure(); axes();
hold on; xlim([-1 0.5]); ylim([0 1]);

% set fraction of alpha value to take
alpha_fraction = 0.7;
n_iterations = 200;

% looping variable to prevent deleting and calling already deleted lines
% i.e. to keep track of which lines are already deleted
delete_from = 1;

for i=1:n_iterations
    % your x, y data
    [x, y] = doSomething(i);

    % create line with transparency using patchline
    p(i) = patchline(x,y, 'linewidth', 1, 'edgecolor', 'k');

    % set alpha of line to fraction of previous alpha value
    % only do when first line is already plotted
    if i > 1
        % loop over all the previous created lines up till this iteration
        % when it still exists (delete from that index)
        for j = delete_from:i-1       
            % Update the alpha to be a fraction of the previous alpha value
            p(j).EdgeAlpha = p(j).EdgeAlpha*alpha_fraction;

            % delete barely visible lines
            if p(j).EdgeAlpha < 0.01 && delete_from > j
                delete(p(j));
                % exclude deleted line from loop, so edgealpha is not
                % called again
                delete_from = j;
            end
        end
    end
    % pause and behold your mechanism 
    pause(0.1);
end

我按照@Wolfie 的建议（我自己的，可能不太优雅的实现）包括了删除几乎不可见的行

这里是快速释放机制的演示：

Answer 3

我正在添加第二个答案以明确区分两种完全不同的方法。我的对线条使用未记录（并且从 2018b 开始，已折旧）的透明度选项。

这个答案提供了一种不同的画线方法，没有兼容性问题（这两个 'features' 可以独立实现）：

创建固定的 n 行并更新它们的位置，而不是创建越来越多的行。
重新给线条着色，淡化为白色，而不是改变透明度。

代码如下，详见评论：

% "Buffer" size, number of historic lines to keep, and governs the 
% corresponding fade increments.
nFade = 100;

% Set up some demo values for plotting around a circle
dt = 0.05; a = 0:dt:2*pi+(dt*nFade); n = numel(a); b = a.*4;
[x1,y1] = pol2cart( a, ones(1,n) ); [x2,y2] = pol2cart( b, 0.4*ones(1,n) ); 
x = [zeros(1,n); x1; x1+x2]; y = [zeros(1,n); y1; y1+y2]; 

% Initialise the figure, set up axes etc
f = figure(1); clf; xlim([-1.5,1.5]); ylim([-1.5,1.5]);

% Draw all of the lines, initially not showing because NaN vs NaN
lines = arrayfun( @(x)line(NaN,NaN), 1:nFade, 'uni', 0 );
% Set up shorthand for recolouring all the lines
recolour = @(lines) arrayfun( @(x) set( lines{x},'Color',ones(1,3)*(x/nFade) ), 1:nFade );

for ii = 1:n
    % Shift the lines around so newest is at the start
    lines = [ lines(end), lines(1:end-1) ]; 
    % Overwrite x/y data for oldest line to be newest line
    set( lines{1}, 'XData', x(:,ii), 'YData', y(:,ii) );
    % Update all colours
    recolour( lines );           
    % Pause for animation           
    pause(0.01);
end

结果：

当我添加新输入时，如何使以前的输入在 Matlab 图中逐渐淡出

How to make previous inputs progressively fade out in a Matlab plot when I add new inputs

matlab

plot

transparency

line

matlab-figure