极客笔记Matplotlib动画在IPython Notebook中无法工作？
在使用Matplotlib动画时，有时会遇到在IPython Notebook中无法正常工作的问题。这可能是由于Notebook的特殊环境与Matplotlib动画的原理有所不同所致。本文将解决这个问题，并提供一些解决方案。
Matplotlib动画简介
Matplotlib是一个数据可视化库，被广泛用于Python的科学计算和数据分析。它也提供了一个动画模块，可以用来制作动态图像。
下面是一个简单的Matplotlib动画示例，将一个正弦曲线作为例子：
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.animation import FuncAnimation
fig, ax = plt.subplots()
x = np.linspace(0, 2*np.pi, 300)
line, = ax.plot(x, np.sin(x))
def animate(i):
line.set_ydata(np.sin(x + i/10.0))
return line,
ani = FuncAnimation(fig, animate, frames=100, interval=20, blit=True)
plt.show()
这个示例创建了一个名为“ani”的动画对象，它将在调用plt.show()函数时运行。
但是，在IPython Notebook中，当要在Notebook中直接展示这个动画时，可能会遇到某些问题。
IPython Notebook中的Matplotlib动画问题
在IPython Notebook中执行上述代码，会发现动画窗口没有弹出。实际上，动画已经运行成功了，只是没有显示出来。
这是由于Matplotlib动画是以阻塞方式运行的，因此需要一个真正的GUI后端来显示它。但是，在Notebook中，这个后端是没有启动的。
因此，为了在Notebook中展示Matplotlib动画，需要采取不同的方法。
解决方案
方法一：使用HTML嵌入
可以将动画保存为HTML文件，然后使用IPython的HTML类将其嵌入到Notebook中。可以使用下面的代码：
from IPython.display import HTML
ani.save('animation.html')
HTML('<iframe src=animation.html width=700 height=500></iframe>')
这里，将动画保存为“animation.html”文件，并使用HTML类将其嵌入到Notebook中。可以调整iframe标记的大小，以适应不同的Notebook和动画尺寸。
但是，这种方法有一些缺点。首先，它需要保存动画为HTML文件，并将其加载到Notebook中。这可能会变得有点麻烦，特别是对于更复杂的动画。其次，它需要在Notebook中加载一个外部文件，这可能会涉及到一些安全问题。
方法二：使用JSAnimation库
JSAnimation是一个Python库，它利用JavaScript在Notebook中呈现动画。它提供了一个方便的pythonic API，并且可以轻松地在Notebook中使用Matplotlib动画。可以使用下面的代码来安装它：
!pip install jsanimation
然后，只需在Notebook中添加一个魔法命令：%matplotlib notebook，并在代码中引入JSAnimation库，就可以使用JSAnimation来显示Matplotlib动画。下面是一个JSAnimation示例：
%matplotlib notebook
from matplotlib import animation
from JSAnimation import IPython_display
fig, ax = plt.subplots()
x = np.linspace(0, 2*np.pi, 300)
line, = ax.plot(x, np.sin(x))
def animate(i):
line.set_ydata(np.sin(x + i/10.0))
return line,
ani = animation.FuncAnimation(fig, animate, frames=100, interval=20)
plt.show()
这个示例使用了IPython_display模块来引入JSAnimation库。只需使用FuncAnimation函数创建动画对象，然后调用plt.show()函数即可。
方法三：使用nbagg后端
另一种方法是使用IPython的nbagg后端，这个后端可以让Matplotlib动画在Notebook中呈现。
使用这种方法时，需要先在Notebook中启用nbagg后端。可以使用下面的代码：
%matplotlib notebook
然后，只需使用与常规Matplotlib动画相同的代码即可。下面是一个示例：
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.animation import FuncAnimation
fig, ax = plt.subplots()
x = np.linspace(0, 2*np.pi, 300)
line, = ax.plot(x, np.sin(x))
def animate(i):
line.set_ydata(np.sin(x + i/10.0))
return line,
ani = FuncAnimation(fig, animate, frames=100, interval=20, blit=True)
plt.show()
这个示例在Notebook中创建了一个动画对象，并在调用plt.show()函数时，使用了nbagg后端来显示动画。
结论
Matplotlib动画在IPython Notebook中无法正常工作是一个共同存在的问题。幸运的是，有很多方法可以解决这个问题，包括使用HTML嵌入、JSAnimation库和nbagg后端。每种方法都有自己的优缺点，可以根据需要选择合适的方法。使用这些方法，可以在Notebook中轻松地创建、呈现和共享Matplotlib动画。