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matlab - 如何在 MATLAB 中加速非常慢的动画绘图

问题描述

我正在尝试创建一个动画情节，但我的代码很慢，也许我使用的方法太天真了。在下面的示例中，我有 4 个子图，每个子图有 3 行，我在“时间”循环中更新。

clc;clear;close all;
state = {'$x-Position$','$x-Velocity$','$y-Position$','$y-Velocity$'};
ylabels = {'$x$','$\dot{x}$','$y$','$\dot{y}$'};
options1 = {'interpreter','latex'};
options2 = {'interpreter','latex','fontsize',20};
maxT = 300;

for pp = 1:4
    hh1(pp)=subplot(2,2,pp);
    xlabel('$t$',options2{:});
    ylabel(ylabels{pp},options2{:});
    title(state{pp},options1{:})
    xlim([0 maxT])
    hold on
end
x = randn(4,300);
z = randn(4,300);
x_est = randn(4,300);
for k = 2:maxT
    for p = 1:4
        plot(hh1(p),k-1:k,x(p,k-1:k),'b','linewidth',2)
        plot(hh1(p),k-1:k,z(p,k-1:k),'m')
        plot(hh1(p),k-1:k,x_est(p,k-1:k),':k','linewidth',2)
    end
    drawnow;
end

从分析器输出中可以看出，这drawnow是在消磨时间。有什么方法可以让我更有效地创建这个动画吗？

标签： matlabperformanceanimationprofilerdrawnow

解决方案

drawnow因为你想要一个动画，所以除了使用更新帧之外别无选择。但是，并不是drawnow特别是在减慢您的速度-分析器可能会产生误导...drawnow只需更新自上次重新绘制以来的所有图形更改，在您的情况下是十几个新图！

你会发现hold速度很慢。例如，如果您对自己的持有更明智，请删除现有的hold on并仅在实际绘图时持有

% ... above code the same but without 'hold on'
for p = 1:4
    hold(hh1(p), 'on');
    % plots
    hold(hh1(p), 'off');
end

这在我的 PC 上节省了约 10% 的时间（从 12.3 秒降至 11.3 秒）。

真正的加速来自于hold完全删除以及所有单独的plot调用！此方法也不会触及有助于提高速度的行格式。在此处查看有关更新绘图数据的先前问题。

只需更新绘图数据而不是添加绘图。这给了我约 68% 的加速（从 12.3 秒降至 4.0 秒）。

% ... your same setup
% Initialise plot data
x = randn(4,300);
z = randn(4,300);
x_est = randn(4,300);
plts = cell(4,3);
hh1 = cell(4,1);

% Loop over subplots and initialise plot lines
for p = 1:4
    hh1{p}=subplot(2,2,p);
    xlabel('$t$',options2{:});
    ylabel(ylabels{p},options2{:});
    title(state{p},options1{:})
    xlim([0 maxT])
    % Hold on to make 3 plots. Create initial points and set line styles.
    % Store the plots in a cell array for later reference.
    hold on
    plts{p,1} = plot(hh1{p},1:2,x(p,1:2),'b','linewidth',2);
    plts{p,2} = plot(hh1{p},1:2,z(p,1:2),'m');
    plts{p,3} = plot(hh1{p},1:2,x_est(p,1:2),':k','linewidth',2);
    hold off
end
% March through time. No replotting required, just update XData and YData
for k = 2:maxT
    for p = 1:4
        set(plts{p,1}, 'XData', 1:k, 'YData', x(p,1:k) );
        set(plts{p,2}, 'XData', 1:k, 'YData', z(p,1:k) );
        set(plts{p,3}, 'XData', 1:k, 'YData', x_est(p,1:k) );
    end
    drawnow;
end

现在绘图非常优化。如果您希望动画更快，则只需绘制每个第 2、3、...、第 n 个时间步，而不是使用for k = 2:n:maxT.

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