Python实现四维图像绘制系统

Python绘图系统：

• 源码地址：Python打造动态绘图系统
• 📈从0开始的3D绘图系统📉一套3D坐标，多个函数📊散点图、极坐标和子图
• 自定义控件：绘图风格📉风格控件📊定制绘图风格
• 坐标设置进阶：动态更新组件📌导入外部文件📌导入txt
• 动图绘制：动图绘制

动图绘制系统的实现

所谓动图绘制，其实只需要一个循环，并且每次绘图之前，要有一定的延时。启用多线程和延时，需要导入下面两个模块

from threading import Thread
import time
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接下来，就是self.btnAniStart函数和具体的动图绘制函数了

def btnAniStart(self): 
    Thread(target=self.btnDrawCycle, daemon=True).start()

def btnDrawCycle(self):
    dt = self.aniDelay.get()/1000.0
    for i in range(self.aniFrameNum.get()):
        self.tIndex = i
        self.btnDrawImg()
        time.sleep(dt)
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点击播放按钮后效果如下

播放控制

从图像播放的角度来说，这个设计并不十分合理，因为点击播放的三角号之后，应该要给出一个停止播放的按钮，相应地DrawCycle函数也应该新增一个无尽循环模式。

为了实现播放控制，为播放按钮绑定一个可变字符串

self.btnStartText = tk.StringVar()
self.btnStartText.set("▶")
ttk.Button(frm, width=3, textvariable=self.btnStartText,
    command=self.btnAniStart).pack(**pDct)
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然后修改btnAniStart，大致改成下面的形式，但这里只是添加了暂停的逻辑，但并没有真正实现暂停的功能

def btnAniStart(self):
    if self.btnStartText.get() == "▶":
        Thread(target=self.drawCycle, daemon=True).start()
        self.btnStartText.set("⏸")
    else:
        self.btnStartText.set("▶")
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而真正实现暂停功能，就需要修改drawCycle函数了

def drawCycle(self):
    dt = self.aniDelay.get()/1000.0
    num = self.aniFrameNum.get()
    while self.btnStartText.get() == "⏸":
        self.tIndex = (self.tIndex + 1) % num
        self.btnDrawImg()
        time.sleep(dt)

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至此，就完成了一个动态图像绘制系统。

接口优化

开发过程中会经常遇到新增的需求，这些需求的实现，会对原来的设计形成干扰，而且这些需求累加在一起，会导致代码变得十分畸形。比如一开始DrawType类只包含绘图类型和维度，所以在AxisList中做对象的时候，变量名取为drawTypeDim。但后来DrawType又加入了其他功能，使得drawTypeDim这个变量变得很蠢，所以接下来要重新命名。

主要变更如下

• AxisList类

  • drawTypeDim 变为 drawType

• DrawSystem类

  • drawTypeDim 变为 drawType

• AxisList类中定义的函数，但DrawSystem中有调用

  • getDrawType -> getType
  • getDrawDim -> getDim

另外，由于t轴和xyz在绘图时的作用相去甚远，所以将getDim函数拆分成xyz和t两个函数。在AxisList中新增两个函数

def getXYZ(self):
    return self.getDim().replace("t", "")

def hasTimeAxis(self):
    return "t" in self.getDim()
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更改DrawSystem中的调用，btnDrawImg中al.getDim().replace('t',"")改为al.getXYZ()；readDatas改写如下

def readDatas(self, al):
    dct = {}
    data = {}
    if al.hasTimeAxis():
        data['t'] = al.setData('t')
        dct['t'] = data['t'][self.tIndex]
    for flag in al.getXYZ():
        data[flag] = al.setData(flag, **dct)
        dct[flag] = data[flag]
    return data

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总结

本文正好是Python绘图系统的第20篇博客。目前，这个绘图系统可以绘制二维Plot，三维Plot，极坐标Plot，而且支持子图的绘制。而今又添加了动态图形的绘制功能。

尽管从目前来说，这段程序称不上是一个完备的软件，因为这里没有基本的报错系统，也没有日志管理系统，但作为一个快速入门的基础项目来说，却是非常适宜的。同时，这个系统已经具备了初步的骨架，基于这套代码，可以进一步实现更加复杂的绘图功能，换言之，从极客的角度来说，这个绘图系统已经具备了“可玩性”。

这个项目虽然体量很小，目前只有不到500行代码，但对于一个0到5年码零的Pythoner来说，看了必会有所得。