Pyqt+matplotlib 實現實時畫圖案例

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需求分析：

項目中根據測得的數據在界面上實時繪制

運行環境：

Python 3.7 + Matplotlib 3.0.2 + PyQt 5

matplot官網給的相應的例子：

import sys
import time
import numpy as np
from matplotlib.backends.qt_compat import QtCore, QtWidgets, is_pyqt5
if is_pyqt5():
  from matplotlib.backends.backend_qt5agg import (
    FigureCanvas, NavigationToolbar2QT as NavigationToolbar)
else:
  from matplotlib.backends.backend_qt4agg import (
    FigureCanvas, NavigationToolbar2QT as NavigationToolbar)
from matplotlib.figure import Figure
class ApplicationWindow(QtWidgets.QMainWindow):
  def __init__(self):
    super().__init__()
    self._main = QtWidgets.QWidget()
    self.setCentralWidget(self._main)
    layout = QtWidgets.QVBoxLayout(self._main)
    static_canvas = FigureCanvas(Figure(figsize=(5, 3)))
    layout.addWidget(static_canvas)
    self.addToolBar(NavigationToolbar(static_canvas, self))
    dynamic_canvas = FigureCanvas(Figure(figsize=(5, 3)))
    layout.addWidget(dynamic_canvas)
    self.addToolBar(QtCore.Qt.BottomToolBarArea,
            NavigationToolbar(dynamic_canvas, self))
    self._static_ax = static_canvas.figure.subplots()
    t = np.linspace(0, 10, 501)
    self._static_ax.plot(t, np.tan(t), ".")
    self._dynamic_ax = dynamic_canvas.figure.subplots()
    self._timer = dynamic_canvas.new_timer(
      100, [(self._update_canvas, (), {})])
    self._timer.start()
  def _update_canvas(self):
    self._dynamic_ax.clear()
    t = np.linspace(0, 10, 101)
    # Shift the sinusoid as a function of time.
    self._dynamic_ax.plot(t, np.sin(t + time.time()))
    self._dynamic_ax.figure.canvas.draw()
if __name__ == "__main__":
  qapp = QtWidgets.QApplication(sys.argv)
  app = ApplicationWindow()
  app.show()
  qapp.exec_()

上圖中的散點為靜止的，下面的圖為動態的，類似行波，一直在行走，是應為用瞭**self._dynamic_ax.plot(t, np.sin(t + time.time()))**函數，但是這個和我想得實時畫圖不太一樣，在項目中要根據生成的數據實時繪圖，因此x軸的元素和y軸的元素個數是逐漸增加的。

通過閱讀上述 _update_canvas 函數代碼以及 dynamic_canvas.new_timer 可以使得每次調用_update_canvas是的相應的x的元素和y軸的元素增加更改後的代碼如下：

import sys
import time
import numpy as np
from matplotlib.backends.qt_compat import QtCore, QtWidgets, is_pyqt5
if is_pyqt5():
  from matplotlib.backends.backend_qt5agg import (
    FigureCanvas, NavigationToolbar2QT as NavigationToolbar)
else:
  from matplotlib.backends.backend_qt4agg import (
    FigureCanvas, NavigationToolbar2QT as NavigationToolbar)
from matplotlib.figure import Figure
class ApplicationWindow(QtWidgets.QMainWindow):
  def __init__(self):
    super().__init__()
    self._main = QtWidgets.QWidget()
    self.setCentralWidget(self._main)
    layout = QtWidgets.QVBoxLayout(self._main)
    static_canvas = FigureCanvas(Figure(figsize=(5, 3)))
    layout.addWidget(static_canvas)
    self.addToolBar(NavigationToolbar(static_canvas, self))
    dynamic_canvas = FigureCanvas(Figure(figsize=(5, 3)))
    layout.addWidget(dynamic_canvas)
    self.addToolBar(QtCore.Qt.BottomToolBarArea,
            NavigationToolbar(dynamic_canvas, self))
    self._static_ax = static_canvas.figure.subplots()
    t = np.linspace(0, 10, 501)
    self._static_ax.plot(t, np.tan(t), ".")
    self.x = [] #建立空的x軸數組和y軸數組
    self.y = []
    self.n = 0
    self._dynamic_ax = dynamic_canvas.figure.subplots()
    self._timer = dynamic_canvas.new_timer(
      100, [(self._update_canvas, (), {})])
    self._timer.start()
    
  def _update_canvas(self):
    self.n += 1
    if self.n == 200:      #畫200個點就停止，根據實際情況確定終止條件
      self._timer.stop()   
    self._dynamic_ax.clear()
    self.x.append(np.pi/100*self.n) #x加入一個值，後一個值比前一個大pi/100
    xx = np.array(self.x)
    # t = np.linspace(0, 10, 101)
    # Shift the sinusoid as a function of time.
    self._dynamic_ax.plot(xx, np.sin(xx))
    self._dynamic_ax.set_xlim(0,7)
    self._dynamic_ax.set_ylim(-1,1)
    self._dynamic_ax.figure.canvas.draw()
if __name__ == "__main__":
  qapp = QtWidgets.QApplication(sys.argv)
  app = ApplicationWindow()
  app.show()
  qapp.exec_()

上面的圖仍然靜止，下面的可以實時顯示

補充：pyqtgraph實時繪圖出現無法刷新問題

pyqtgraph實時繪圖時，會概率出現無法實時刷新繪制圖，原因是

while True:
  ......
  update()  # 通過 plotitem.setData()更新數據
  ......

這裡使用的是while循環，不斷的更新數據概率出現繪圖不刷新和操作不響應（最小化操作會高概率出現該問題）

解決方法1：

我使用的是PlotWidget，remove後再addwidget，然後再重新繪制

解決方法2：

不使用while循環，使用QTime定時器

t = QTimer()
t.timeout.connect(self.update)
t.start(10)

兩種方法都可以解決這個問題，推薦方法2

據說使用while循環，需要在更新數據之後調用pg.QtGui.QApplication.processEvents()才能確保正常，這個本人試瞭不行，可能是我這邊的原因吧

以上為個人經驗，希望能給大傢一個參考，也希望大傢多多支持WalkonNet。如有錯誤或未考慮完全的地方，望不吝賜教。

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