​用 Python 动态可视化，看看比特币这几年

来源：早起Python

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比特币一年翻6倍？

最近几年，一直站在风口浪尖的比特币被追捧为最佳的投资产品，拥护者们认为这种加密货币是一种类似于黄金的储值工具，可以对冲通胀和美元疲软。其他人则认为，比特币的暴涨只是一个经济刺激措施催生的巨大泡沫，并且必将破裂。

本文就将对比特币2013年到2021年价格进行动态可视化，先看效果：

获取数据

比特币数据很多网站都有，并且也有很多成熟的API，所以取数据非常简单，直接调用API接口即可，下面是获取与写入数据的全部代码：

import requestsimport jsonimport csvimport timetime_stamp = int(time.time())url = f"https://web-api.coinmarketcap.com/v1/cryptocurrency/ohlcv/historical?convert=USD&slug=bitcoin&time_end={time_stamp}&time_start=1367107200"rd = requests.get(url = url)# 返回的数据是 JSON 格式，使用 json 模块解析co = json.loads(rd.content)list1 = co['data']['quotes']
with open('BTC.csv','w' ,encoding='utf8',newline='') as f:    csvi = csv.writer(f)    csv_head = ["date","price","volume"]    csvi.writerow(csv_head)
    for i in list1:        quote_date = i["time_open"][:10]        quote_price = "{:.2f}".format(i["quote"]["USD"]["close"])        quote_volume = "{:.2f}".format(i["quote"]["USD"]["volume"])        csvi.writerow([quote_date, quote_price, quote_volume])

执行后，当前目录就会生成BTC.csv数据文件

动态可视化BTC价格变化

首先导入需要的包及相关设定：

import pandas as pdimport matplotlib as mplfrom matplotlib import cmimport numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltimport matplotlib.ticker as ticker import matplotlib.animation as animationfrom IPython.display import HTMLfrom datetime import datetimeplt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']  plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False  plt.rc('axes',axisbelow=True) mpl.rcParams['animation.embed_limit'] = 2**128

其中两句plt.rcParams[]是用来设置显示中文的plt.rc('axes',axisbelow=True)的作用是设置外观要求，即坐标轴置底。mpl.rcParams['animation.embed_limit'] = 2**128这句是为了生成动画而用的，由于动画默认的最大体积为20971520.字节。如果需要调整生成的动画最大体积，需要更改这个参数。

接下来数据并利用查看前5行与后5行：

从表格初窥可以得知，13年初的价格在100美元左右，而到如今21年价格已经飞涨到5万左右了。具体在哪段时间飞涨如此之快呢，我们通过动态面积可视化来探索。

可视化之前，需要对数据进行处理，由于我们原本的数据是这样的：

是csv格式，且Date字段是字符串类型，而在Python中运用matplotlib画时间序列图都需要datetime时间戳格式才美观，所以我们运用了如下代码进行转换：

df = pd.read_csv('BTC.csv')df['date']=[datetime.strptime(d, '%Y/%m/%d').date() for d in df['date']]

下面制作静态面积图，使用单色填充的话，可用如下代码：

Span=180N_Span=0df_temp=df.loc[N_Span*Span:(N_Span+1)*Span,:]df_temp.head(5)fig =plt.figure(figsize=(6,4), dpi=100)plt.subplots_adjust(top=1,bottom=0,left=0,right=0.9,hspace=0,wspace=0)plt.fill_between(df_temp.date.values, y1=df_temp.price.values, y2=0,alpha=0.75, facecolor='r', linewidth=1,edgecolor ='none',zorder=1)plt.plot(df_temp.date, df_temp.price, color='k',zorder=2)plt.scatter(df_temp.date.values[-1], df_temp.price.values[-1], color='white',s=150,edgecolor ='k',linewidth=2,zorder=3)plt.text(df_temp.date.values[-1], df_temp.price.values[-1]*1.18,s=np.round(df_temp.price.values[-1],1),size=10,ha='center', va='top')plt.ylim(0, df_temp.price.max()*1.68)plt.xticks(ticks=df_temp.date.values[0:Span+1:30],labels=df_temp.date.values[0:Span+1:30],rotation=0)plt.margins(x=0.01)ax = plt.gca()#获取边框ax.spines['top'].set_color('none')    # 设置上‘脊梁’为无色ax.spines['right'].set_color('none')  # 设置上‘脊梁’为无色ax.spines['left'].set_color('none')   # 设置上‘脊梁’为无色plt.grid(axis="y",c=(217/256,217/256,217/256),linewidth=1)         #设置网格线   plt.show()

其中Span设定的是多少天的价格，这里我们使用200天。N_Span代表权重；

df_temp=df.loc[N_Span*Span:(N_Span+1)*Span,:] 代表的是选择到179行为止的数据，即180天。

plt.fill_between()使用单色--红色填充，得到如下效果：

但是一个颜色填充总感觉不够好看，所以下面使用渐变色填充，使用plt.bar()函数实现Spectral_r颜色映射。代码如下：

Span_Date =180  Num_Date =360  #终止日期df_temp=df.loc[Num_Date-Span_Date: Num_Date,:]  #选择从Num_Date-Span_Date开始到Num_Date的180天的数据colors = cm.Spectral_r(df_temp.price / float(max(df_temp.price)))fig =plt.figure(figsize=(6,4), dpi=100)plt.subplots_adjust(top=1,bottom=0,left=0,right=0.9,hspace=0,wspace=0)plt.bar(df_temp.date.values,df_temp.price.values,color=colors,width=1,align="center",zorder=1)plt.plot(df_temp.date, df_temp.price, color='k',zorder=2)plt.scatter(df_temp.date.values[-1], df_temp.price.values[-1], color='white',s=150,edgecolor ='k',linewidth=2,zorder=3)plt.text(df_temp.date.values[-1], df_temp.price.values[-1]*1.18,s=np.round(df_temp.price.values[-1],1),size=10,ha='center', va='top')plt.ylim(0, df_temp.price.max()*1.68)plt.xticks(ticks=df_temp.date.values[0: Span_Date +1:30],labels=df_temp.date.values[0: Span_Date +1:30],rotation=0)plt.margins(x=0.01)ax = plt.gca()#获取边框ax.spines['top'].set_color('none')   # 设置上‘脊梁’为无色ax.spines['right'].set_color('none')  # 设置上‘脊梁’为无色ax.spines['left'].set_color('none')   # 设置上‘脊梁’为无色plt.grid(axis="y",c=(217/256,217/256,217/256),linewidth=1)   #设置网格线   plt.show()

这里的数据筛选有稍许不同，其中Span_Date设置初始时间，这里设置为180即从起始日开始算的180天。

Num_Date设置的是终止时间。

df_temp=df.loc[Num_Date-Span_Date: Num_Date,:] 则是用loc函数筛选从180天到终止日期的数据。

效果如下：

动态可视化

最后，我们来将这幅图动起来，先将刚刚的绘图部分封装：

def draw_areachart(Num_Date):    Span_Date=180    ax.clear()    if Num_Date<Span_Date:        df_temp=df.loc[0:Num_Date,:]        df_span=df.loc[0:Span_Date,:]        colors = cm.Spectral_r(df_span.price.values / float(max(df_span.price.values)))        plt.bar(df_temp.date.values,df_temp.price.values,color=colors,width=1.5,align="center",zorder=1)        plt.plot(df_temp.date, df_temp.price, color='k',zorder=2)        plt.scatter(df_temp.date.values[-1], df_temp.price.values[-1], color='white',s=150,edgecolor ='k',linewidth=2,zorder=3)        plt.text(df_temp.date.values[-1], df_temp.price.values[-1]*1.18,s=np.round(df_temp.price.values[-1],1),size=10,ha='center', va='top')        plt.ylim(0, df_span.price.max()*1.68)        plt.xlim(df_span.date.values[0], df_span.date.values[-1])        plt.xticks(ticks=df_span.date.values[0:Span_Date+1:30],labels=df_span.date.values[0:Span_Date+1:30],rotation=0,fontsize=9)    else:        df_temp=df.loc[Num_Date-Span_Date:Num_Date,:]        colors = cm.Spectral_r(df_temp.price / float(max(df_temp.price)))        plt.bar(df_temp.date.values[:-2],df_temp.price.values[:-2],color=colors[:-2],width=1.5,align="center",zorder=1)        plt.plot(df_temp.date[:-2], df_temp.price[:-2], color='k',zorder=2)        plt.scatter(df_temp.date.values[-4], df_temp.price.values[-4], color='white',s=150,edgecolor ='k',linewidth=2,zorder=3)        plt.text(df_temp.date.values[-1], df_temp.price.values[-1]*1.18,s=np.round(df_temp.price.values[-1],1),size=10,ha='center', va='top')        plt.ylim(0, df_temp.price.max()*1.68)        plt.xlim(df_temp.date.values[0], df_temp.date.values[-1])        plt.xticks(ticks=df_temp.date.values[0:Span_Date+1:30],labels=df_temp.date.values[0:Span_Date+1:30],rotation=0,fontsize=9)    
    plt.margins(x=0.2)    ax.spines['top'].set_color('none')  # 设置上‘脊梁’为红色    ax.spines['right'].set_color('none')  # 设置上‘脊梁’为无色    ax.spines['left'].set_color('none')  # 设置上‘脊梁’为无色    plt.grid(axis="y",c=(217/256,217/256,217/256),linewidth=1)         #设置网格线      plt.text(0.01, 0.95,"BTC平均价格($)",transform=ax.transAxes, size=10, weight='light', ha='left')    ax.text(-0.07, 1.03, '2013年到2021年的比特币BTC价格变化情况',transform=ax.transAxes, size=17, weight='light', ha='left')
fig, ax = plt.subplots(figsize=(6,4), dpi=100)plt.subplots_adjust(top=1,bottom=0.1,left=0.1,right=0.9,hspace=0,wspace=0)  draw_areachart(150)

之后使用matplotlib包的animation.FuncAnimation()函数，之后调用上述编写的draw_areachart(Num_Date)函数。

其中输入的参数Num_Date是如静态可视化中提及的日期作用一样，赋值为np.arange(0,df.shape[0],1)。

最后使用Ipython包的HTML()函数将动画转换成动画页面的形式演示。代码如下：

import matplotlib.animation as animationfrom IPython.display import HTMLfig, ax = plt.subplots(figsize=(6,4), dpi=100)plt.subplots_adjust(left=0.12, right=0.98, top=0.85, bottom=0.1,hspace=0,wspace=0)  animator = animation.FuncAnimation(fig, draw_areachart, frames=np.arange(0,df.shape[0],1),interval=100)HTML(animator.to_jshtml())

函数FuncAnimation(fig,func,frames,init_func,interval,blit)是绘制动图函数。其参数如下：

• fig 表示绘制动图的画布名称(figure)；

• func为自定义绘图函数，如draw_barchart()函数；

• frames为动画长度，一次循环包含的帧数，在函数运行时，其值会传递给函数draw_barchart (year)的形参“year”；

• init_func为自定义开始帧可省略；

• interval表示更新频率，计量单位为ms；

• blit表示选择更新所有点，还是仅更新产生变化的点，应选择为True，但mac电脑用户应选择False，否则无法显示。

最后效果就是这样👇

可以看到在过去的一年中，由于机构的兴趣日益增加，比特币上涨超过了6倍，最高突破58000美元/枚，当然可以看到跌起来也是非常恐怖的，关于比特币你怎么看呢，欢迎评论区讨论~

编辑：黄继彦

校对：林亦霖