matplotlibのFuncAnimationを使ってPythonで等高線図をアニメーション化する方法

Pythonのmatplotlibでは、FuncAnimationクラスを利用することで、等高線図（コンタープロット）を簡単にアニメーション化できます。時間とともに変化するデータを視覚的に表現したい場合に非常に便利な手法です。

等高線図をアニメーション化する手順

1. 10×10×8の形状を持つランダムなデータを作成します。
2. subplots()メソッドを使って、図（Figure）とサブプロット（Axes）を作成します。
3. FuncAnimation()クラスを使い、指定した関数*func*を繰り返し呼び出すことでアニメーションを生成します。
4. フレームごとに等高線の値を更新できるよう、animateメソッドを定義し、FuncAnimation()クラスに渡します。
5. 最後にshow()メソッドで図を表示します。

サンプルコード

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

plt.rcParams["figure.figsize"] = [7.00, 3.50]
plt.rcParams["figure.autolayout"] = True

data = np.random.randn(800).reshape(10, 10, 8)

fig, ax = plt.subplots()

def animate(i):
    ax.clear()
    ax.contourf(data[:, :, i])

ani = animation.FuncAnimation(fig, animate, 5, interval=50, blit=False)
plt.show()

コードのポイント

• np.random.randn(800).reshape(10, 10, 8)：800個の乱数を生成し、10×10×8の3次元配列へ変換しています。第3軸がアニメーションの各フレームに対応します。
• ax.clear()：各フレームで前回の描画内容を消去し、新しい等高線図を描き直すために必要です。
• interval=50：フレーム間隔を50ミリ秒に設定しています。値を小さくするとアニメーションが速くなります。
• blit=False：全体を再描画する設定です。ax.clear()を使用する場合はblit=Trueでは正しく動作しないため、Falseを指定します。

実行結果

上記のコードを実行すると、フレームごとに形が変化していく等高線図のアニメーションが表示されます。