Verbesserung der Plotleistung von Matplotlib

Das Plotten mit Matplotlib kann manchmal langsam sein, insbesondere wenn es um komplexe oder animierte Diagramme geht. Wenn Sie die Gründe für diese Trägheit verstehen, können Sie Ihren Code für eine schnellere Leistung optimieren.

Engpässe und Blitting

Der Hauptengpass im Plotprozess von Matplotlib liegt in der Neuzeichnung von allem mit jedem Aufruf von fig.canvas.draw(). In vielen Fällen muss jedoch nur ein kleiner Teil des Diagramms aktualisiert werden. Hier kommt das Blitting ins Spiel.

Beim Blitting werden nur die aktualisierten Bereiche des Plots gezeichnet, während der Hintergrund erhalten bleibt. Um dies effizient zu tun, können Sie Backend-spezifischen Code verwenden. Wenn Sie ein GUI-Toolkit zum Einbetten von Matplotlib-Plots verwenden, ist dies eine praktikable Option.

Optimieren des Codes für Blitting

Für GUI-neutrales Blitting gelten die folgenden Maßnahmen kann genommen werden:

1. Zeichnen Sie die Leinwand, bevor Sie die Animation starten: fig.canvas.draw().
2. Verwenden Sie den Parameter „animated=True“, wenn Sie Plotelemente erstellen.
3. Erfassen Sie den Hintergrund jedes Unterplots mit fig.canvas.copy_from_bbox(ax.bbox).
4. Verwenden Sie fig.canvas.restore_region(background), um den Hintergrund wiederherzustellen, bevor Sie die Plotdaten aktualisieren.
5. Zeichnen Sie den Künstler mit ax.draw_artist(line) und teilen Sie dann den aktualisierten Bereich mit fig.canvas.blit(ax.bbox) auf.

Matplotlibs Animationsmodul

Das Animationsmodul von Matplotlib bietet eine praktische Möglichkeit, Blitting zu implementieren. Hier ist ein Beispiel:

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

# ... Define plot elements and data

def animate(i):
    # Update plot data and draw updated regions only

# ... Setup animation

ani = animation.FuncAnimation(fig, animate, xrange(frames), interval=0, blit=True)
plt.show()

Durch die Implementierung dieser Optimierungstechniken können Sie die Leistung Ihrer Matplotlib-Plots erheblich verbessern, insbesondere beim Umgang mit Animationen oder großen, komplexen Datensätzen.