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Manim（一款强大的数学可视化动画引擎）学习历程

news 2025/8/25 22:19:03

相逢情便深，恨不相逢早

第一眼看见上面这种类型的视频我就深深被它的简约清楚所折服，我觉得它完全符合我的审美，我也相信只要了解过制作这种视频的软件的人都会喜欢上它。运用这种风格比较有名的是b站里的一位up主名叫3Blue1Brown，下图是他的主页，有兴趣的朋友可以自行去了解。

这个软件的名字叫Manim。不过因为这款软件是基于python的，所以想要使用这款软件的人需要一定的编程能力，所以没有学过编程的朋友想要学习就需要更加努力。

进入它的官网，查阅技术文档（链接），点击示例，可以看到很多的例子。入门一项技术，先学会一些示例还是非常重要的，我一个个看吧。

示例Example Gallery

虽然文档是英文的，但我觉得读起来是可以接受的。网上也有对应的中文文档，也可以使用扩展，我习惯使用edge浏览器，中文插件我用的是mate translate。需要说的是，以下的分享都是我第一眼看见代码猜想它应该具有的意思，毕竟是边学边写，如果有错误我也不会修改，请阅读的人仔细辨别。

1.标识ManimCELogo

MathTex应该表示某种数学字符集，r应该就是表示一种解析，mathbb应该就是一种字体，就是形如logo中的那样，fill_color代表设置颜色，scale应该表示变形。

后面把M移动了一下，可以看出来对象创建的默认位置是框架的中心。

fill_opacity应该表示透明度。

不过这个origin代表什么？

我画了一张图，发现origin代表的就是中心点的意思。

值得注意的是每个实例下提供了可以相关的参考，不过为了赶进度，就没有细看。

2.大注释BraceAnnotation

值得注意的是上面大括号方向的设置，默认情况大括号水平向下，经过line.copy()就将方向调整为红色箭头方向，pi代表180度，也就是再顺时针旋转90度也就到了图所示的位置，不过这不就应该结束了吗？可能后面的get_unit_vector代表的是将初始得容器显现。

3.矢量VectorArrow

不过buff我不理解，就查了一下，官网的解释为：

buff (float) – The distance of the arrow from its start and end points.

翻译过来就是指长度，痛苦的是矢量长度为0但它的长度却不为0，这里暂且理解为一种默认值。

4.渐变GradientImageFromArray

可以发现，边框有内边距。

5.布尔运算BooleanOperations

以上运算分别表示交集、并集、异或集和差集。

//交Intersection(ellipse1, ellipse2, color=GREEN, fill_opacity=0.5)
//并Union(ellipse1, ellipse2, color=ORANGE, fill_opacity=0.5)
//异或Exclusion(ellipse1, ellipse2, color=YELLOW, fill_opacity=0.5)
//差Difference(ellipse1, ellipse2, color=PINK, fill_opacity=0.5)

注意，A-B表示从A中去除B的成分（-表示差运算）。

6.形状轨迹运动PointMovingOnShapes

旋转是指点绕着某点旋转一周。

7.周围移动MovingAround

8.移动角MovingAngle

先看一下初始帧。

动画。

移动的那根线是放在了轨迹theta_tracker里，为这根线绑定一个更新器add_updater，在这个更新器里设置变化的角度，在后面动画调用的时候可以通过设置theta_tracker里的动画的值间接调用旋转方法，文字部分同理。

可以看出来add_updater和形如tracker是一套组合。

9.移动点MovingDots

10. 组合点移动1MovingGroupToDestination

11.移动边框MovingFrameBox

对于latex的数学编辑语法，推荐一个网站学习，latex在线。

可以通过提示学习。

12.旋转更新器RotationUpdater

13.点轨迹PointWithTrace

14.正弦函数SinAndCosFunctionPlot

15.最小值ArgMinExample

16.区域GraphAreaPlot

17.多边形轴线PolygonOnAxes

18.热图HeatDiagramPlot

19.跟随相机FollowingGraphCamera

20.移动框架MovingZoomedSceneAround

这部分大致看一下，了解了解。

21.固定框架对象测试FixedInFrameMObjectTest

22.三维光源位置ThreeDLightSourcePosition

23.三维相机旋转ThreeDCameraRotation

24.三维相机错觉旋转ThreeDCameraIllusionRotation

25.三维曲面图ThreeDSurfacePlot

下载lnstallation

我电脑系统是windows。

manim依赖于python和ffmpeg，箭头所指的是下载地址。

ffmpeg下载具体可以参考：如何下载。

manim下载：

打开cmd,输入

pip install manim  -i https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/

测试一下。

新建manim.py文件，写入代码。

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()

在manim.py文件所在的浏览框内输入cmd,回车，在cmd窗口中输入命令：

manim manim.py manim -p -ql

成功生成。

参考手册Reference Manual

示例只是帮助我们快速入门，想要精通还是需要一步一个脚印。

这部分就不一一来说了，以animation为例。

对于技术中的一个类可以看三点：参数、示例和方法。

参数。

示例。

方法。

然后就一个个看完吧。