python如何繪製動態的比特幣價格變化面積圖(文末贈書)
- 2020 年 4 月 8 日
- 筆記
我們使用2013年-2019年比特幣(BTC)的價格數據繪製面積圖動畫，其HTML交互效果頁面如圖11-4-6所示。該數據集包括四列數據：年份(year)、城市名稱(name)及所在的洲(group)、人口密度數值(value)，轉置的數據集如圖11-4-7所示，包括2013年04月28日起每天的開盤、最高、最低和收盤的價格。
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圖11-4-6. 動態面積圖的HTML交互頁面效果圖
圖11-4-7. 2013年-2019年比特幣(BTC)的價格數據集
具體實現程式碼
我們先導入數據集'BTC_price_history.csv'，然後將date列轉換成日期型數據。我們選擇一天的最高和最低價的均值作為這一天比特幣的價格Price。其具體程式碼如下：
我們設置圖表每次展示Span_Date=180天的比特幣價格數據，所以得到180天的數據集df_temp後，如果使用plt.fill_between()函數可以實現紅色填充的面積圖，如圖11-4-8(a)所示；如果使用plt.bar()函數可以實現Spectral_r顏色映射的面積圖，如圖11-4-8(b)所示。圖11-4-8的程式碼具體如下所示。
(a)單色填充.
(b)漸變色填充.
圖11-4-8. 靜態面積圖.
我們將上面的靜態面積圖程式碼整合成函數。當開始的日期天數據繪製面積圖；當開始的日期≥時，就選擇截止到當前日期的天數據繪製面積圖。使用函數繪製的不同日期的面積圖如圖所示。
(a)Num_Date=60.
(b)Num_Date=150.
圖11-4-9. 不同日期Num_Date的面積圖.
使用matplotlib包的animation.FuncAnimation()函數，調用draw_areachart(Num_Date)函數，其中輸入的參數Num_Date = np.arange(0,df.shape[0],1)，最後使用Ipython包的HTML()函數將動畫轉換成HTML頁面的形式演示，其動畫不同日期下的演示效果如圖11-4-10所示。
其中，函數FuncAnimation(fig,func,frames,init_func,interval,blit)是繪製動圖的主要函數，其參數如下(1) fig 表示繪製動圖的畫布名稱(figure)；(2)func為自定義繪圖函數，如draw_barchart()函數；(3)frames為動畫長度，一次循環包含的幀數，在函數運行時，其值會傳遞給函數draw_barchart (year)的形參「year」；(4) init_func為自定義開始幀，即初始化函數init，可省略；(5) interval表示更新頻率，計量單位為ms；(6) blit表示選擇更新所有點，還是僅更新產生變化的點，應選擇為True，但mac用戶應選擇False，否則無法顯示。
另外，也可以使用animator.save(『animation.gif』)或者animator.save(『animation.mp4)導出gif或者mp4格式的動畫。但是如果要導出mp4，需要先安裝已經安裝ffmpeg 或者mencoder。
圖11-4-10. 面積圖動畫不同時間下的演示效果
但是由於動畫默認的最大體積為20971520.0 bytes，所以圖11-4-10隻生成了2013年04月-2014年07月數據繪製的面積圖動畫。如果需要調整生成的動畫最大體積，需要更改參數animation.embed_limit:
ps：源程式碼與數據的Github下載地址：
https://github.com/EasyChart/Beautiful-Visualization-with-python
python數據可視化之美
本文來源即將出版的新書《python數據可視化之美》之動態圖表的繪製，除此之外，書中還介紹了動態條形圖和動態三維柱形地圖的繪製。
matplotlib包和plotnine包都可以實現動態數據的可視化演示。其中，在matplotlib包中，函數FuncAnimation(fig,func,frames,init_func,interval,blit)是繪製動圖的主要函數，其參數如下：(1) fig 為繪製動圖的畫布名稱； (2) func為自定義動畫函數update()，比如11-4-1的draw_barchart(year)和11-4-2的draw_areachart(Num_Date)；(3) frames為動畫長度，一次循環包含的幀數，在函數運行時，其值會傳遞給函數update(n)的形參「n」；(4) init_func為自定義開始幀，即初始化函數，可省略；(5) interval為更新頻率，以ms計算；(5) blit為選擇更新所有點，還是僅更新產生變化的點。應選擇True，但mac用戶請選擇False，否則無法顯示。plotnine包的PlotnineAnimation()函數也可以繪製動態圖表，但是對於不斷更新的數據繪製動態圖表時，動態圖表生成速度很慢。
