发现一个专门绘制条形竞赛图的工具包：bar_chart_race，该工具包内部调用了matplotlib绘图工具包，可以根据个人需要定制数据条形竞赛图，注意：该工具包不能生成GIF动画图形，如需生成GIF动画图形，请阅读《如何把python绘制的动态图形保存为gif文件或视频》。该工具包有自己的网站和github库，头条文章不支持站外链接，感兴趣的同学可以自己搜索。

使用bar_chart_race工具包绘制动态条形竞赛图的效果多种多样，在以下视频连接，动态条形竞赛图专用工具 bar_chart_race 的用法及效果，其中演示了各种效果及其对应的代码语句，先观看体验一下！

笔者根据bar_chart_race开发者官网提供的英文教程，体验了一把，非常简单易用，把过程简单地写下来，分享给感兴趣的同学们！闲话少说，开始...

绘制条形竞赛图工具包 bar_chart_race 需要 FFmpeg 软件支持

使用工具包 bar_chart_race 必须要有 FFmpeg 软件支持。简单说一下FFMpeg的功能和使用设置，FFMpeg 是一款多媒体工具软件，具有解码、编码、转码、复用和分解复用、流化处理、过滤和播放等功能，支持多种多媒体格式，尤其是一些较老的格式。从官网下载该软件，解压后复制到指定的目录下（最好放在系统盘），官网地址及解压后的内容如下图：

笔者下载并解压后存放的目录，如下图：

其中 ...\bin\ 目录下的 可执行文件 ffmpeg.exe，需要设置环境变量：鼠标右击“我的电脑” > 高级系统设置 > 环境变量 ，弹出如下窗口：

在“administrator的用户变量”中的 path 变量中加入 FFmpeg.exe的路径，如下图：

在“系统变量”中的创建 名称为 “ffmpeg”的变量，ffmpeg.exe 所在的路径为值，如下图：

数据格式

绘制条形竞赛图的数据是pandas的dataframe格式，其中的每一行都代表一个时间单位，每一列都是分类值，可以有时间类型的索引，也可以没有。现在看看本系列文中使用的数据样例，如下图：

样例数据是几个国家连续10天的感染新冠的死亡人数，使用bar_chart

_race 工具包创建条形竞赛图。下文中的编程环境为vscode下的Jupyter notebook，首先安装 bar_chart_race，代码如下：

! pip install bar-chart-race

bar_chart_race 创建条形竞赛图的基本示例

仅使用bar_chart_race中的主函数 bar_chart_race()即可创建数据的条形竞赛图，调用该函数默认返回值为 HTML格式的动画。代码如下：

import bar_chart_race as bcr

df = bcr.load_dataset('covid19_tutorial')
bcr.bar_chart_race(df)

其中 df = bcr.load_dataset('covid19_tutorial') 这一句，函数内置了下载 covid19_tutorial 数据的网址，这里只是方便起见就直接使用了，个人数据只要转换为dataframe格式即可；调用 bar.bar_chart_race(df) 函数即可生成数据的条形动态竞赛图。

条形动态竞赛图保存为视频或GIF图形

要把该动态图形保存为视频或GIF图形格式，便于发布，这就要用到 FFmpeg.exe工具和ImageMagick工具包。使用FFmpeg可以保存为多种视频格式，如mp4、m4v、mov等；保存为GIF动画图形格式，可参阅 如何使用该工具包把动态图形保存为GIF或视频 一文，可了解更多的信息和具体的编程方法。这里仅演示如何使用把动态图形保存为视频的例子，代码如下：

 bcr.bar_chart_race(df, 'barvideo_1.mp4', figsize=(5, 3)) 

上述语句保存的视频如下，该视频保存在代码文件所在的目录下。

也可以把生成的动画图形保存为 HTML 网页格式，这种格式是一个非常长的HTML格式的字符串，代码如下：

html = bcr.bar_chart_race(df)
html.data # 是一个非常长的HTML格式的字符串

指定 bar_chart_race 创建条形动态竞赛图的参数

在 (03)和(04) 部分的基础上，使用 bar_chart_race 函数可以指定参数，制作出个性化的动画图形，以下分别介绍相关参数，并给出动态竞赛图的演示。

• 设置条形动画图的方向，参数 orientation，默认为横向显示

bcr.bar_chart_race(df, orientation = 'v',filename='barvideo_ver.mp4') # 保存
# bcr.bar_chart_race(df, orientation = 'v') # 显示

以上语句的输出结果：

video_ver.mp4

• 设置条形动画为升序或降序，参数 sort，默认为降序

bcr.bar_chart_race(df,sort='asc') #显示
bcr.bar_chart_race(df,sort='asc',filename = 'barvideo_asc.mp4') # 保存

• 指定显示条形的数量，参数 n_bars，默认情况下显示所有的条形

bcr.bar_chart_race(df, n_bars=5)
bcr.bar_chart_race(df, n_bars=5)

• 固定条形的显示顺序，参数 fixed_order，默认情况下条形的显示顺序是变化的

# 保存动画图形为视频
bcr.bar_chart_race(df, fixed_order=['Iran', 'USA', 'Italy', 'Spain', 'Belgium'],filename = 'barvideo_fixed.mp4')
#显示动画图形
bcr.bar_chart_race(df, fixed_order=['Iran', 'USA', 'Italy', 'Spain', 'Belgium'])

• 固定数值最大的条形

# 保存图形为视频
bcr.bar_chart_race(df, fixed_max=True,filename = 'barvideo_fixmax.mp4') 
# 显示动画图形
bcr.bar_chart_race(df, fixed_max=True)

• 改变动画的平滑度，参数为 steps_per_period，默认情况下，每个单位时间显示10帧。

# 保存动画图形为视频
bcr.bar_chart_race(df, steps_per_period=3,filename ='barvideo_smoothness.mp4')
# 显示动画图形
bcr.bar_chart_race(df, steps_per_period=3)

• 指定每个单位时间的长度，参数为 period_length ，默认值为500毫秒，即半分钟，示例代码如下：

#保存动态图形为视频文件
bcr.bar_chart_race(df, steps_per_period=20, period_length=200,filename = 'barvideo_periodlen.mp4')
#显示
bcr.bar_chart_race(df, steps_per_period=20, period_length=200)

• 指定时间切片，参数为 interpolate_period，默认情况下每个单位时间显示一帧，可以用该参数指定时间切分的值。以下代码中，时间切分值为一天的十分之一，即2小时24分钟

bcr.bar_chart_race(df, interpolate_period=True,filename = 'barvideo_interpolateperiod.mp4')
bcr.bar_chart_race(df, interpolate_period=True)

绘图属性

bar_chart_race() 函数可以设置如下几种绘图属性：

• figsize，设置动态图形的尺寸，因为bar_chart_race工具包内部调用了matplotlib工具包，这一参数实际是设置matplotlib中plot函数的参数，默认值为（6，3.5）
• dpi，指定每平方英寸绘制的点数，默认值为144
• label_bars，是否标识条形的说明文字，默认值为True
• period_label，指定matplotlib文本属性或布尔值的词典
• title，指定图形的标题

示例代码如下：

bcr.bar_chart_race(df, figsize=(5, 3), dpi=100, label_bars=False,
                   period_label={'x': .99, 'y': .1, 'ha': 'right', 'color': 'red'},
                   title='COVID-19 Deaths by Country')

• 标识文字的大小，参数为bar_label_size, tick_label_size 和 title_size，示例代码如下：

bcr.bar_chart_race(df, bar_label_size=4, tick_label_size=5,
                   title='COVID-19 Deaths by Country', title_size='smaller')

• 设置字体属性，参数为 shared_fontdict，示例代码如下：

bcr.bar_chart_race(df, title='COVID-19 Deaths by Country',
                   shared_fontdict={'family': 'Helvetica', 'weight': 'bold',
                                    'color': 'rebeccapurple'})

• 指定条形属性，参数为bar_kwargs，是一个词典类型，该参数值被传递给 matplotlib 的bar函数。示例代码如下：

bcr.bar_chart_race(df, bar_kwargs={'alpha': .2, 'ec': 'black', 'lw': 3})

设置条形颜色

• dark12 色系

默认状态下，bar_chart_race() 函数使用 dark12 色系的颜色，有十二种颜色；通过设置参数 cmap 的值，可以指定 dark24 色系的颜色。如果 dataframe 中的列超过12列，该函数默认使用 dark24 色系的颜色，示例代码如下：

bcr.bar_chart_race(df, cmap='antique')

• 颜色可重复

bcr.bar_chart_race(df, cmap='accent', n_bars=7)

以上代码中可设置参数 filter_column_colors 的值，表示是否过滤颜色，设置为True表示最大可能的减少重复的颜色。

其他绘图特色

• 用索引值替代日期。dataframe中的索引值不一定是日期或时间，以下示例代码中使用索引值替代日期，

bcr.bar_chart_race(df.reset_index(drop=True), interpolate_period=True,
                   period_fmt='Index value - {x:.2f}')

• 在图形中添加汇总数值，这里使用了一个自定义函数 summary()，示例代码如下：

def summary(values, ranks):
    total_deaths = int(round(values.sum(), -2))
    s = f'Total Deaths - {total_deaths:,.0f}'
    return {'x': .99, 'y': .05, 's': s, 'ha': 'right', 'size': 8}

bcr.bar_chart_race(df, period_summary_func=summary)

• 添加垂直条形图，以下代码中添加了均值的条形图，

bcr.bar_chart_race(df, perpendicular_bar_func='mean')

• 添加分位数垂直条形图，用自定义函数计算分位数，代码如下：

def func(values, ranks):
    return values.quantile(.9)

bcr.bar_chart_race(df, perpendicular_bar_func=func)

注意：由于头条文章插入视频数量不能超过10个，且头条文章内插入的视频必须是720p以上的，代码中生成并保存的视频达不到要求，所以视频文件不能直接插入文章中，具体效果看后续为本文中专门制作的视频。

（本文完）