Manim文档及源码笔记-CE文档-示例库2动画

参考原文：
Manim Community Edition
Example Gallery

前言

笔记随想：
暂未发现官方中文版，自己实践代码的同时，顺便做翻译加深理解~
除了给出原文档中的展现效果及源码，我把实践代码过程的笔记也分享出来，另外最后设计出一些技能训练的内容，强化学校效果。行文格式：

示例-标号及名称
展现效果
操作拆解
源码直击
代码实践
技能训练

本示例库包含一系列最佳实践代码片段及其相应的视频/图像输出，展示了整个库的不同功能。这些都是在麻省理工学院的许可下，所以请随意复制并粘贴到您的项目中。享受这Manim的味道！

更新【new】：

• 8月23日
• • “笔记随想”前后标注了“前言”与“正文”；
• • 本系列暂告段落，把“上一节”、“下一节”升级为系列目录，放到了文尾；
• 后续更新备忘：文中“【建设中】”的内容；欢迎朋友们催更~

正文

动画，Animations

Animations

示例1：PointMovingOnShapes

展现效果1

操作拆解1

本节的主题是动画；
先从1、点画圆，2、点到圆上，3、圆上的动点开始，然后是4、点做圆弧轨迹（隐藏的圆）；
本案例没有标注文字，旁边只默默放了一个直径长的线段~

• 画圆；画点和点2；画线段；
• 动画：
• • 从中心生出；
• • 点移动到点2；
• • 沿轨迹移动；
• • 旋转；
• 保持静止画面；

源码直击1

%%manim -v WARNING -qm PointMovingOnShapes

from manim import *

class PointMovingOnShapes(Scene):
    def construct(self):
        circle = Circle(radius=1, color=BLUE)
        dot = Dot()
        dot2 = dot.copy().shift(RIGHT)
        self.add(dot)

        line = Line([3, 0, 0], [5, 0, 0])
        self.add(line)

        self.play(GrowFromCenter(circle))
        self.play(Transform(dot, dot2))
        self.play(MoveAlongPath(dot, circle), run_time=2, rate_func=linear)
        self.play(Rotating(dot, about_point=[2, 0, 0]), run_time=1.5)
        self.wait()

参考：Circle，Dot，Line，GrowFromCenter
，Transform，MoveAlongPath，Rotating

代码实践1

技能训练1

单独整理到此【建设中】

示例2：MovingAround

展现效果2

操作拆解2

出现（忽然入镜感）正方形，移动、填充颜色（渐变淡入淡出）、缩小、“歪头”（旋转）；
直接调用相应方法即可；

源码直击2

%%manim -v WARNING -qm MovingAround

from manim import *

class MovingAround(Scene):
    def construct(self):
        square = Square(color=BLUE, fill_opacity=1)

        self.play(square.animate.shift(LEFT))
        self.play(square.animate.set_fill(ORANGE))
        self.play(square.animate.scale(0.3))
        self.play(square.animate.rotate(0.4))

参考：shift()，set_fill()，scale()，rotate()

代码实践2

技能训练2

单独整理到此【建设中】

示例3：MovingAngle

展现效果3

操作拆解3

线条简单，但操作较多；
展示内容：钝角，锐角，平角，优角；
画线段；做标注；
移动方法的调用；
顺次播放；
细节：劣角变为优角后，停顿0.5秒、标注颜色由白变红；

源码直击3

%%manim -v WARNING -qm MovingAngle

from manim import *

class MovingAngle(Scene):
    def construct(self):
        rotation_center = LEFT

        theta_tracker = ValueTracker(110)
        line1 = Line(LEFT, RIGHT)
        line_moving = Line(LEFT, RIGHT)
        line_ref = line_moving.copy()
        line_moving.rotate(
            theta_tracker.get_value() * DEGREES, about_point=rotation_center
        )
        a = Angle(line1, line_moving, radius=0.5, other_angle=False)
        tex = MathTex(r"\theta").move_to(
            Angle(
                line1, line_moving, radius=0.5 + 3 * SMALL_BUFF, other_angle=False
            ).point_from_proportion(0.5)
        )

        self.add(line1, line_moving, a, tex)
        self.wait()

        line_moving.add_updater(
            lambda x: x.become(line_ref.copy()).rotate(
                theta_tracker.get_value() * DEGREES, about_point=rotation_center
            )
        )

        a.add_updater(
            lambda x: x.become(Angle(line1, line_moving, radius=0.5, other_angle=False))
        )
        tex.add_updater(
            lambda x: x.move_to(
                Angle(
                    line1, line_moving, radius=0.5 + 3 * SMALL_BUFF, other_angle=False
                ).point_from_proportion(0.5)
            )
        )

        self.play(theta_tracker.animate.set_value(40))
        self.play(theta_tracker.animate.increment_value(140))
        self.play(tex.animate.set_color(RED), run_time=0.5)
        self.play(theta_tracker.animate.set_value(350))

参考：Angle，rotate()

提示
您可以同时使用多个ValueTracker。

代码实践3

技能训练3

单独整理到此【建设中】

示例4：MovingDots

展现效果4

操作拆解4

这次来做线段缩放、旋转（实际是第2点竖直上移）；
加上箭头就可以做矢量动画了~

• 实现方法：
• • 画2个点，蓝、绿各1，做线段；
• • 比较巧妙的实现方法，实现原理请关注后文的“技能训练4”
• • 播放动画的时候传入参数，便于拓展修改，或设为变量易于控制；

源码直击4

%%manim -v WARNING -qm MovingDots

from manim import *

class MovingDots(Scene):
    def construct(self):
        d1,d2=Dot(color=BLUE),Dot(color=GREEN)
        dg=VGroup(d1,d2).arrange(RIGHT,buff=1)
        l1=Line(d1.get_center(),d2.get_center()).set_color(RED)
        x=ValueTracker(0)
        y=ValueTracker(0)
        d1.add_updater(lambda z: z.set_x(x.get_value()))
        d2.add_updater(lambda z: z.set_y(y.get_value()))
        l1.add_updater(lambda z: z.become(Line(d1.get_center(),d2.get_center())))
        self.add(d1,d2,l1)
        self.play(x.animate.set_value(5))
        self.play(y.animate.set_value(4))
        self.wait()

参考：（无）

代码实践4

技能训练4

单独整理到此【建设中】

示例5：MovingGroupToDestination

展现效果5

操作拆解5

这次是多个物体（点）同步移动；

• 点之间间距不同，处理方法；
• 组成组的方法；
• 播放运动时算法细节，请关注后文的“技能训练5”

源码直击5

from manim import *

class MovingGroupToDestination(Scene):
    def construct(self):
        group = VGroup(Dot(LEFT), Dot(ORIGIN), Dot(RIGHT, color=RED), Dot(2 * RIGHT)).scale(1.4)
        dest = Dot([4, 3, 0], color=YELLOW)
        self.add(group, dest)
        self.play(group.animate.shift(dest.get_center() - group[2].get_center()))
        self.wait(0.5)

参考：（无）

代码实践5

技能训练5

单独整理到此【建设中】

示例6： MovingFrameBox

展现效果6

操作拆解6

视频解说时，用框圈画出屏幕的对应位置，是常见而实用的方法之一。

• 所以这次公式淡出不是重点；
• 重点在圈框出现的姿势和位置；
• • 全框出现类似用笔逆时针画出；
• • 向右移动貌似有加速度的效果；

源码直击6

%%manim -v WARNING -qm MovingFrameBox

from manim import *

class MovingFrameBox(Scene):
    def construct(self):
        text=MathTex(
            "\\frac{d}{dx}f(x)g(x)=","f(x)\\frac{d}{dx}g(x)","+",
            "g(x)\\frac{d}{dx}f(x)"
        )
        self.play(Write(text))
        framebox1 = SurroundingRectangle(text[1], buff = .1)
        framebox2 = SurroundingRectangle(text[3], buff = .1)
        self.play(
            Create(framebox1),
        )
        self.wait()
        self.play(
            ReplacementTransform(framebox1,framebox2),
        )
        self.wait()

参考：tex_mobject，MathTex，SurroundingRectangle

代码实践6

技能训练6

单独整理到此【建设中】

示例7：RotationUpdater

展现效果7

操作拆解7

类似示例3，这次用了不同的方法实现；
同样，先实践代码，算法原理在后文“技能训练7”里一并汇总~

源码直击7

%%manim -v WARNING -qm RotationUpdater

from manim import *

class RotationUpdater(Scene):
    def construct(self):
        def updater_forth(mobj, dt):
            mobj.rotate_about_origin(dt)
        def updater_back(mobj, dt):
            mobj.rotate_about_origin(-dt)
        line_reference = Line(ORIGIN, LEFT).set_color(WHITE)
        line_moving = Line(ORIGIN, LEFT).set_color(YELLOW)
        line_moving.add_updater(updater_forth)
        self.add(line_reference, line_moving)
        self.wait(2)
        line_moving.remove_updater(updater_forth)
        line_moving.add_updater(updater_back)
        self.wait(2)
        line_moving.remove_updater(updater_back)
        self.wait(0.5)

参考：add_updater()，remove_updater()

代码实践7

技能训练7

单独整理到此【建设中】

示例8：PointWithTrace

展现效果8

操作拆解8

最后一个案例，模拟绘画类似作用痕迹的效果。

• 落笔，画半圆；
• 停顿，画线段；
  联想到汉字笔顺，以后会作为拓展，先立旗~

源码直击8

%%manim -v WARNING -qm PointWithTrace

from manim import *

class PointWithTrace(Scene):
    def construct(self):
        path = VMobject()
        dot = Dot()
        path.set_points_as_corners([dot.get_center(), dot.get_center()])
        def update_path(path):
            previous_path = path.copy()
            previous_path.add_points_as_corners([dot.get_center()])
            path.become(previous_path)
        path.add_updater(update_path)
        self.add(path, dot)
        self.play(Rotating(dot, radians=PI, about_point=RIGHT, run_time=2))
        self.wait()
        self.play(dot.animate.shift(UP))
        self.play(dot.animate.shift(LEFT))
        self.wait()

参考：Rotating，set_points_as_corners()，add_updater()

代码实践8

技能训练8

单独整理到此【建设中】

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