matplotlib升级到3.3.4后FuncAnimation缩放后自动回退问题如何解决

问题原因 #

matplotlib 3.3及以上版本调整了ax.plot()方法的默认行为：每次调用plot新增绘图元素时，会自动重置坐标轴的自动缩放状态为开启，即使用户之前通过手动缩放/平移操作关闭了自动缩放，也会被重新打开，触发全量数据范围适配，就会出现缩放后立即回弹的问题。

修复方案 #

只需要在动画帧更新逻辑中，先保存当前坐标轴的自动缩放状态，绘图后恢复原有状态，再根据原有状态决定是否要适配新数据范围即可，修改后的完整代码如下：

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.animation import FuncAnimation
from random import random

def test():
    """Test live matplotlib animation"""
    fig, (ax1, ax2) = plt.subplots(2, 1)

    def animate(i):
        x = random()           # Fake sensor 1
        y = 10 * random() + 3  # Fake sensor 2

        # 保存当前坐标轴的自动缩放状态
        ax1_auto = ax1.get_autoscale_on()
        ax2_auto = ax2.get_autoscale_on()

        ax1.plot(i, x, 'ok')
        ax2.plot(i, y, 'ob')

        # 恢复原有自动缩放状态，避免plot操作重置状态
        ax1.set_autoscale_on(ax1_auto)
        ax2.set_autoscale_on(ax2_auto)

        # 仅当自动缩放原本为开启状态时，才适配新数据范围
        if ax1_auto:
            ax1.autoscale_view()
        if ax2_auto:
            ax2.autoscale_view()

    ani = FuncAnimation(fig, animate, interval=100)
    plt.show()
    return ani

修改后即可恢复3.2.2版本的交互逻辑：初始阶段自动适配新增数据调整坐标轴范围，用户手动缩放/平移后，自动保持在选定范围，不会回弹。

性能优化建议 #

上述示例每次调用plot都会新增一个绘图对象，数据量增大后会出现明显卡顿，建议改为更新单条线的数据的方式实现实时打点，性能提升非常明显：

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.animation import FuncAnimation
from random import random

def test():
    """Test live matplotlib animation with better performance"""
    fig, (ax1, ax2) = plt.subplots(2, 1)
    # 初始化线条对象和数据缓存
    line1, = ax1.plot([], [], 'ok')
    line2, = ax2.plot([], [], 'ob')
    x_cache = []
    y1_cache = []
    y2_cache = []

    def animate(i):
        x_cache.append(i)
        y1_cache.append(random())
        y2_cache.append(10 * random() + 3)
        # 更新线条数据
        line1.set_data(x_cache, y1_cache)
        line2.set_data(x_cache, y2_cache)

        # 同样的自动缩放控制逻辑
        ax1_auto = ax1.get_autoscale_on()
        ax2_auto = ax2.get_autoscale_on()
        ax1.set_autoscale_on(ax1_auto)
        ax2.set_autoscale_on(ax2_auto)
        if ax1_auto:
            ax1.autoscale_view()
        if ax2_auto:
            ax2.autoscale_view()

    ani = FuncAnimation(fig, animate, interval=100)
    plt.show()
    return ani

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Olivier Vincent