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【manim动画教程】--常用动画效果

发布时间 2023-04-12 15:08:45作者: wang_yb

manim的主要功能就是制作动画，因此它提供了各类丰富的动画效果，
本篇主要介绍其中最常用的几种动画效果。

至于特殊的动画效果，以及自定义动画效果的方法以后再另外介绍。

1. 创建效果

展示某个元素或者文字时，一下子就全显示出来会显得比较突兀，通过创建效果的动画，让各个元素的出现更加的自然。
常用的创建效果动画主要有：Create，Write和FadeIn三个方法。

1.1 Create

Create一般用在创建图形上，绘制时图形逐步显示出来。
比如：

s = Square(side_length=2, color=BLUE)
self.play(Create(s))

运行效果：
创建效果-Create.gif

1.2 Write

Write用在文字的创建上，绘制文字时逐个显示文字。
比如：

t = Text(
    "Welcome to Manim",
    t2c={"Welcome": BLUE, "Manim": RED},
    t2f={"Manim": "STCaiyun"},
)
self.play(Write(t))

运行效果：
创建效果-Write.gif

1.3 FadeIn

FadeIn是一种逐渐由模糊到清晰的显示方式。
比如：

s = Square(side_length=2, color=BLUE, fill_opacity=0.6)
self.play(FadeIn(s))

运行效果：
创建效果-FadeIn.gif

2. 销毁效果

销毁的效果一般用在移除图形和文字的场合。

2.1 Uncreate

Uncreate一般用在擦除图形。
比如：

s = Square(side_length=2, color=BLUE)
self.add(s)
self.wait(0.5)
self.play(Uncreate(s))

运行效果：
销毁效果-Uncreate.gif

2.2 Unwrite

Unwrite一般用在擦除文字。
比如：

t = Text(
    "Welcome to Manim",
    t2c={"Welcome": BLUE, "Manim": RED},
    t2f={"Manim": "STCaiyun"},
)
self.add(t)
self.wait(0.5)
self.play(Unwrite(t))

运行效果：
销毁效果-Unwrite.gif

2.3 FadeOut

FadeOut是一种逐渐消失的显示方式。
比如：

s = Square(side_length=2, color=BLUE, fill_opacity=0.6)
self.add(s)
self.wait(0.5)
self.play(FadeOut(s))

运行效果：
销毁效果-FadeOut.gif

3. 移动效果

移动的动画有两个函数：

  1. shift：移动制定的距离
  2. move_to：移动到指定点

比如：

s = Square(side_length=1, color=BLUE, fill_opacity=0.6)
self.add(s)
self.play(s.animate.shift(RIGHT))  # 右移1个单位
self.play(s.animate.shift(UP))  # 上移1个单位
self.play(s.animate.shift(LEFT * 2))  # 左移2个单位
self.play(s.animate.shift(DOWN * 3))  # 下移3个单位
self.play(s.animate.move_to(ORIGIN))  # 移动到中心处

运行效果：
移动效果.gif

4. 旋转效果

旋转 Rotate，通过设置角度和旋转的中心来控制旋转效果。
比如：(原地自转）

s = Square(side_length=2, color=BLUE, fill_opacity=0.6)
self.add(s)
self.play(Rotate(s, angle=2 * PI), run_time=2)  # 自旋转1周
self.wait(0.5)

运行效果：
旋转效果-自转.gif

再比如：（绕某个中心点旋转）

s = Square(side_length=1, color=BLUE, fill_opacity=0.6).shift(UP)
self.add(s)
# 绕屏幕中心旋转1周
self.play(Rotate(s, angle=2 * PI, about_point=ORIGIN), run_time=2)
self.wait(0.5)

运行效果：
旋转效果-绕中心旋转.gif

5. 变换效果

变换也是使用的比较多的一种动画效果。
尤其是在数学视频中，经常遇到随着参数的变化，图形随之变形；或者反之。

5.1 图形变换

变换时既可以保留原图形（TransformFromCopy），
也可以从原图形直接变换成新的图形（ReplacementTransform）。
比如：（保留原图形）

s = Square(side_length=1, color=BLUE, fill_opacity=0.6).shift(LEFT * 2)
c = Circle(radius=1, color=RED, fill_opacity=0.6).shift(RIGHT * 2)
self.add(s)
self.wait(0.5)
self.play(TransformFromCopy(s, c))

运行效果：
变换效果-保留原图形.gif

再比如：（不保留原图形）

s = Square(side_length=1, color=BLUE, fill_opacity=0.6).shift(LEFT * 2)
c = Circle(radius=1, color=RED, fill_opacity=0.6).shift(RIGHT * 2)
self.add(s)
self.wait(0.5)
self.play(ReplacementTransform(s, c))

运行效果：
变换效果-不保留原图形.gif

5.2 文字变换

文字变换与图形变换类似。
比如：（保留原文字）

t1 = Tex(r"$(a+b)^2$").shift(UP)
t2 = Tex(r"$a^2 + 2ab + b^2$")
self.add(t1)
self.wait(0.5)
self.play(TransformFromCopy(t1, t2))

运行效果：
变换效果-保留原文字.gif

再比如：（不保留原文字）

t1 = Tex(r"$(a+b)^2$").shift(UP)
t2 = Tex(r"$a^2 + 2ab + b^2$")
self.add(t1)
self.wait(0.5)
self.play(ReplacementTransform(t1, t2))

运行效果：
变换效果-不保留原文字.gif

6. 总结回顾

本篇介绍的是常用的动画，其实 manim中还提供了其他多种效果的动画，
也提供了动画的底层函数，可以用来封装自己定制的动画效果。

本篇介绍的常用的动画效果有：

  1. 创建元素时的动画效果
  2. 销毁元素时的动画效果
  3. 移动元素的动画效果
  4. 旋转元素的动画效果
  5. 不同元素之间变换的的动画效果

本文关联的微信视频号短视频：
manim-常用动画效果-视频号.png