如何同时保存和展示matplotlib动画且避免重复运行每一帧？

你遇到的重复运行问题，本质是FuncAnimation的save方法和plt.show()会各自独立触发一次完整的帧渲染流程，初始化函数、每帧渲染函数都会各跑两次。我们可以通过预渲染帧的方案避免重复计算，全程只渲染一次，不需要写大量额外代码。

方案1：预生成帧用ArtistAnimation实现（最稳妥） #

这个方案提前一次性生成所有帧的渲染结果，后续保存、展示都直接调用预生成的内容，不会重复执行渲染逻辑：

"""
修改后只渲染一次的动画示例
"""
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt
from matplotlib import animation

# 基础画布设置不变
fig = plt.figure()
ax = plt.axes(xlim=(0, 2), ylim=(-2, 2))

# 预生成所有帧的内容
frames_count = 5
artists = []
print("init")
for i in range(frames_count):
    print(i)
    x = np.linspace(0, 2, 1000)
    y = np.sin(2 * np.pi * (x - 0.01 * i))
    line, = ax.plot([], [], lw=2)
    line.set_data(x, y)
    artists.append([line])

# 直接用预生成的帧创建动画
anim = animation.ArtistAnimation(fig, artists, interval=20, blit=True, repeat=False)

# 保存和展示都不会再触发帧渲染
anim.save('basic_animation.mp4', fps=30, extra_args=['-vcodec', 'libx264'])
plt.show()

运行后可以看到init只打印1次，每个帧序号也只打印1次，耗时直接减半。

方案2：给渲染函数加缓存（改动最小） #

如果你不想改动原有FuncAnimation的逻辑，可以直接给初始化和渲染函数加缓存装饰器，第二次调用时直接返回之前的计算结果，不需要重新执行：

from functools import lru_cache

# 原有代码其他部分不变，仅给两个函数加装饰器
@lru_cache(maxsize=None)
def init():
    print("init")
    line.set_data([], [])
    return line,

@lru_cache(maxsize=None)
def animate(i):
    print(i)
    x = np.linspace(0, 2, 1000)
    y = np.sin(2 * np.pi * (x - 0.01 * i))
    line.set_data(x, y)
    return line,

这个方案只需要加2行导入和2行装饰器代码，原有逻辑完全不用改，就能实现只渲染一次的效果。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Yulia V