matplotlib绘图－斜上抛运动

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matplotlib是Python中绘制2D图形使用最多的库，可以很轻松的将数据图形化。本文绘制了斜上抛运动，下面是最终的效果。


（菲菲老师教得好，幸不辱命 (•‾̑⌣‾̑•)✧˖° ）

「准备工作」

  1. 导入所需数据包
    这里的animation.FuncAnimation（fig，update，generate，interval = 5）函数，是用于生成动态图片的。其中fig表示生成的图表对象；generate函数生成数据后传递给update函数更新，这样数据不断更新，图形也不停变化；interval表示时间间隔，设置的值越小，运动速度越快

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    from matplotlib import pyplot as plt
    from matplotlib import animation	
    import math

  2. 设置图形窗口参数

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    # 中文字体路径设置，防止中文不显示
    font=FontProperties(fname=r"c:\windows\fonts\simsun.ttc",size=14)
    # 初始化图形窗口
    fig = plt.figure()
    ax = fig.add_subplot(111)	
    ax.set_aspect('equal')
    # 设置坐标轴的x,y取值范围
    xmin = 0
    ymin = 0
    ax = plt.axes(xlim = (xmin, xmax), ylim = (ymin, ymax)) 
    # 创建一个圆，圆点在（0,0），半径为1
    circle = plt.Circle((xmin, ymin), 1)
    ax.add_patch(circle)

  3. 给定初始参数值

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    g = 9.8
    u = 30	# 斜上抛的初速度
    theta = 60	# 与水平方向的夹角θ
    theta_radians = math.radians(theta)	# 返回一个角度的弧度值

  4. 计算衍生参数

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    t_flight= 2*u*math.sin(theta_radians)/g		# 从A点到B点所需时间
    t_max = u*math.sin(theta_radians)/g	# 上升到最大高度所需时间
    xmax = u*math.cos(theta_radians)*t_flight  # AB两点的距离
    ymax = u*math.sin(theta)*t_max - 0.5*g*t_max**2  # 上升的最大高度

「制作动态效果」

主要利用前面介绍的animation.FuncAnimation函数。于是我们需要构造generate与update函数，让它动起来~

generate函数

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#产生时间间隔参数（每个数据间隔为0.05），依次传递给updata函数   
def generate():
	t = 0
	while t < t_flight:
		t += 0.05
		yield t

update函数

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#更新时间间隔参数，从而不断改变圆的圆心坐标位置，让其移动 
def update(t):
    x = u*math.cos(theta_radians)*t
    y = u*math.sin(theta_radians)*t - 0.5*g*t*t
    circle.center = x, y
    return circle,

打印相关信息

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def Print():
    print (u"初始速度（米/秒）:",u)
    print (u"发射角度（度）",theta)
    print (u"飞行总时间（秒）",t_flight)
    print (u"飞行距离（米）",xmax)

动画函数

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anim = animation.FuncAnimation(fig, update,generate,interval=10)
# 附加信息
anim= animation.FuncAnimation(fig, update,generate,interval=10)
plt.title(u'导弹发射轨迹',fontproperties=font)
plt.xlabel(u'水平距离(米)',fontproperties=font)
plt.ylabel(u'导弹运行高度（米）',fontproperties=font)
plt.show()
Print()

最后就能看到首页的动态图了 ヾ(◍’౪`◍)ﾉﾞ