#python #python-3.x #matplotlib #tkinter #lorenz-system
Вопрос:
Я довольно новичок в использовании tkinter и хотел создать небольшой пользовательский интерфейс для практики. Я выбрал построение системы Лоренца, позволяя пользователю настраивать входные параметры.
Я дошел до того, что подключил диаграмму и поля ввода, и я могу показать статический график. Моим следующим шагом было попытаться показать анимированный сюжет. Однако именно здесь я столкнулся с проблемами. Кажется, я не могу заставить анимацию отображаться на моей встроенной фигуре. В приведенном ниже коде вы можете видеть, что я изменил plot_animated() функцию для создания новой фигуры и осей, и это работает нормально, но когда я меняю их для использования self.figure , self.ax на графике ничего не отображается.
Ниже приведена моя реализация пользовательского интерфейса:
from tkinter import *
from matplotlib import animation
from matplotlib.backends.backend_tkagg import FigureCanvasTkAgg
import mpl_toolkits.mplot3d.axes3d as p3
import matplotlib.pyplot as plt
from lorenz_model import run_lorenz
class LorenzUI:
input_width = 10
def __init__(self):
self.root = Tk()
self.root.title("Lorenz Attractor")
self.root.geometry("1290x960")
self.chart_fr = Frame(self.root)
self.figure = plt.Figure()
self.figure.tight_layout()
self.ax = p3.Axes3D(self.figure)
self.canvas = FigureCanvasTkAgg(self.figure, master=self.chart_fr)
self.canvas.get_tk_widget().grid(row=0, column=0, sticky="nsew")
self.input_fr = Frame(self.root, relief=RAISED, bd=2)
self.init_x_lbl = Label(self.input_fr, text="Initial X")
self.init_x_input = Entry(self.input_fr, width=self.input_width)
self.init_y_lbl = Label(self.input_fr, text="Initial Y")
self.init_y_input = Entry(self.input_fr, width=self.input_width)
self.init_z_lbl = Label(self.input_fr, text="Initial Z")
self.init_z_input = Entry(self.input_fr, width=self.input_width)
self.rho_lbl = Label(self.input_fr, text="Rho")
self.rho_input = Entry(self.input_fr, width=self.input_width)
self.sigma_lbl = Label(self.input_fr, text="Sigma")
self.sigma_input = Entry(self.input_fr, width=self.input_width)
self.beta_lbl = Label(self.input_fr, text="Beta")
self.beta_input = Entry(self.input_fr, width=self.input_width)
self.time_lbl = Label(self.input_fr, text="Sim Time")
self.time_input = Entry(self.input_fr, width=self.input_width)
self.is_animated = IntVar(value=1)
self.animate_chk = Checkbutton(self.input_fr, text="Animate?", variable=self.is_animated)
self.run_btn = Button(self.input_fr, text="Run", command=self.generate_model)
self.stop_btn = Button(self.input_fr, text="Stop")
self.reset_btn = Button(self.input_fr, text="Reset Defaults", command=self.set_defaults)
self.root.rowconfigure(0, minsize=50, weight=1)
self.root.columnconfigure(0, minsize=800, weight=1)
self.init_x_lbl.grid(row=0, column=0, padx=5, pady=5)
self.init_x_input.grid(row=0, column=1, padx=5, pady=5)
self.init_y_lbl.grid(row=1, column=0, padx=5, pady=5)
self.init_y_input.grid(row=1, column=1, padx=5, pady=5)
self.init_z_lbl.grid(row=2, column=0, padx=5, pady=5)
self.init_z_input.grid(row=2, column=1, padx=5, pady=5)
self.rho_lbl.grid(row=4, column=0, padx=5, pady=5)
self.rho_input.grid(row=4, column=1, padx=5, pady=5)
self.sigma_lbl.grid(row=5, column=0, padx=5, pady=5)
self.sigma_input.grid(row=5, column=1, padx=5, pady=5)
self.beta_lbl.grid(row=6, column=0, padx=5, pady=5)
self.beta_input.grid(row=6, column=1, padx=5, pady=5)
self.time_lbl.grid(row=7, column=0, padx=5, pady=5)
self.time_input.grid(row=7, column=1, padx=5, pady=5)
self.animate_chk.grid(row=8, column=0, padx=5, pady=5)
self.run_btn.grid(row=9, column=0, padx=5, pady=5)
self.stop_btn.grid(row=9, column=1, padx=5, pady=5)
self.reset_btn.grid(row=10, column=0, padx=5, pady=5)
self.chart_fr.grid(row=0, column=0, sticky="nse")
self.input_fr.grid(row=0, column=1, sticky="nsew")
self.set_defaults()
@staticmethod
def __set_default(field, value):
field.delete(0, END)
field.insert(0, value)
def set_defaults(self):
self.__set_default(self.init_x_input, 1.0)
self.__set_default(self.init_y_input, 1.0)
self.__set_default(self.init_z_input, 1.0)
self.__set_default(self.rho_input, 28.0)
self.__set_default(self.sigma_input, 10.0)
self.__set_default(self.beta_input, 2.666667)
self.__set_default(self.time_input, 40.0)
self.animate_chk.select()
def generate_model(self):
x = float(self.init_x_input.get())
y = float(self.init_y_input.get())
z = float(self.init_z_input.get())
rho = float(self.rho_input.get())
sigma = float(self.sigma_input.get())
beta = float(self.beta_input.get())
t = float(self.time_input.get())
dt = 0.01 # TODO Needed as Input?
self.model = run_lorenz([x, y, z], t, dt, rho, sigma, beta)
if self.is_animated.get():
self.__plot_animated()
else:
self.__plot_static()
def __plot_animated(self):
figure = plt.figure()
ax = p3.Axes3D(figure)
ax.clear()
ax.set_xlim3d([min(self.model[0]), max(self.model[0])])
ax.set_ylim3d([min(self.model[1]), max(self.model[1])])
ax.set_zlim3d([min(self.model[2]), max(self.model[2])])
n_frames = len(self.model[0])
line, = ax.plot(self.model[0, 0:1], self.model[1, 0:1], self.model[2, 0:1])
self.ani = animation.FuncAnimation(figure, self.__animate, n_frames, fargs=(self.model, line),
interval=1, blit=False)
plt.show()
def __animate(self, num, data, line):
line.set_data(data[:2, :num])
line.set_3d_properties(data[2, :num])
def __plot_static(self):
self.ax.clear()
self.ax.plot(self.model[0, :], self.model[1, :], self.model[2, :])
self.canvas.draw()
def run(self):
self.root.mainloop()
У меня есть отдельный файл для расчета модели, которая состоит из следующих двух функций:
import numpy as np
from scipy.integrate import odeint
def f(state, t, rho, sigma, beta):
x, y, z = state # Unpack the state vector
return sigma * (y - x), x * (rho - z) - y, x * y - beta * z # Derivatives
def run_lorenz(initial_state, t, dt, rho, sigma, beta):
times = np.arange(0.0, t, dt)
result = odeint(f, initial_state, times, args=(rho, sigma, beta))
return np.array(np.array(result).T)
и, наконец, один основной файл, в котором запускается приложение
from lorenz_ui import LorenzUI
if __name__ == '__main__':
app = LorenzUI()
app.run()
So I’ve really got 2 questions.
- How can I get the animation to show in the embedded figure rather than creating a new one?
- If you run this you’ll see the plot only shows in the top right of the available space, how do it get it to grow and fill all the available space?
Thanks in advance for any help.