manim边学边做–移动动画

Manim动画库中,实现直线移动动画是一项基础而直接的任务,每个Mobject对象都配备了animate属性,使得通过obj.animate.shift()obj.animate.move_to()将对象从一个位置移动到另一个位置变得轻而易举。

然而,对于需要遵循复杂路径的移动动画,标准的animate方法就显得力不从心了。本文将深入探讨Manim中两个专门处理复杂移动路径动画的类:MoveAlongPathPhaseFlow

MoveAlongPath类允许图形对象沿着预定义的路径(例如贝塞尔曲线)进行移动,并且提供了对运动参数的精细调控能力。它不仅易于与其他动画效果结合使用,而且在动画制作、路径展示和物理轨迹模拟等多种场景中发挥着重要作用。

另一方面,PhaseFlow类基于向量场和微分方程,通过数值方法计算出对象的移动轨迹。它能够展示系统状态在相空间中的动态演化过程,广泛应用于物理系统模拟、控制系统分析以及生物系统建模等领域。

1. 动画概述

1.1. MoveAlongPath

MoveAlongPath的核心优势在于它能够让一个Mobject(即Manim中的图形对象)沿着指定的路径移动。这些路径可以是贝塞尔曲线、折线等多种形式。例如,可以定义一个复杂的二次贝塞尔曲线作为路径,并让一个圆形Mobject沿着这条曲线移动。

此外,MoveAlongPath还允许对运动参数进行细致的调整,包括设置运动的速度,通过调整速度参数来实现匀速或变速运动。你可以让对象开始时缓慢移动,然后逐渐加速,或者指定运动的起始和结束点在路径上的具体位置,从而灵活控制对象在路径上的移动区间。

MoveAlongPath还可以与其他动画效果无缝结合,例如,在对象沿路径移动的同时,可以加入旋转动画,使对象在移动过程中自身也进行旋转,创造出更加丰富和生动的视觉效果。

其主要参数如下:

参数名称 类型 说明
mobject Mobject 需要移动的Mobject对象
path VMobject 指定移动的路径
suspend_mobject_updating bool 控制是否暂停mobject的更新

suspend_mobject_updating参数设置为True时,在动画插值过程中将暂停mobject的更新;若设置为False,则mobject将继续更新。

1.2. PhaseFlow

PhaseFlow是一个与动力系统密切相关的动画效果类。它基于向量场工作,这些向量场通常由一个或多个微分方程定义。例如,在二维动力系统中,可能存在如下的微分方程组来定义向量场:$ \frac{dx}{dt}=f(x,y) $ 和 $ \frac{dy}{dt}=g(x,y) $,PhaseFlow将根据这些方程计算相空间中的轨迹。

PhaseFlow主要用于展示相空间中系统状态的动态演化过程。相空间是一个抽象的概念,其坐标轴代表系统的状态变量,如位置、速度等。

PhaseFlow能够以动画的形式展示从不同初始状态出发的轨迹是如何在相空间中随时间演变的,这种展示是连续且平滑的。

其主要参数如下:

参数名称 类型 说明
mobject Mobject 需要移动的Mobject对象
function func 定义相流的动态行为
virtual_time float 虚拟时间,用于在计算相流轨迹时确定时间步长等相关计算
suspend_mobject_updating bool 控制是否暂停mobject的更新
rate_func func 控制动画的速率

function参数通常基于给定的微分方程来计算相空间中的轨迹变化。

2. 使用示例

以下是MoveAlongPathPhaseFlow在不同场景下的应用示例,旨在展示它们的使用方式。

2.1. 模拟行星绕太阳公转

在这个示例中,我们使用MoveAlongPath创建了一个行星绕太阳公转的动画。通过定义一个椭圆轨道路径,让行星沿着该路径运动,从而模拟了天体运动的场景。

```python

创建太阳

sun = Dot(color=YELLOW, radius=0.5)

创建椭圆轨道

orbit_path = Ellipse(width=4, height=2)

创建行星

planet = Dot(color=BLUE, radius=0.2)
self.add(sun, orbit_path, planet)

让行星沿着椭圆轨道运动

self.play(
MoveAlongPath(planet, orbit_path),

文章整理自互联网,只做测试使用。发布者:Lomu,转转请注明出处:https://www.it1024doc.com/4385.html

(0)
LomuLomu
上一篇 2024 年 12 月 26 日 上午1:18
下一篇 2024 年 12 月 26 日 上午2:19

相关推荐

  • 数据密集型应用系统设计PDF、EPUB免费下载

    适读人群 :所有后端开发者 英国剑桥大学分布式系统研究员力作,微软CTO联袂力荐,EMC资深架构师亲译。带你跨越从分布式理论到工程实践的鸿沟! 电子版仅供预览,支持正版,喜欢的请购买正版书籍 点击原文去下载 书籍信息 作者: Martin Kleppmann出版社: 中国电力出版社原作名: Designing Data-Intensive Applicati…

    2025 年 1 月 15 日
    37900
  • Slurm HPC 集群安装 Slurm-web(python Flask开源项目)

    slurm-web,也称为 slurm-wlm-web,是为 Slurm 工作负载管理器提供的一个 Web 界面。Slurm 是一个用于管理大型和小型 Linux 集群的开源、容错且高度可扩展的集群管理和作业调度系统。slurm-web 的主要功能是提供一个方便用户监控和管理 Slurm 集群的途径,而无需直接使用命令行工具。 Slurm-web 在 Slu…

    2025 年 1 月 14 日
    37300
  • JavaScript获取URL参数常见的4种方法

    🚀 个人简介:某大型国企资深软件开发工程师,信息系统项目管理师、CSDN优质创作者、阿里云专家博主,华为云云享专家,分享前端后端相关技术与工作常见问题~ 💟 作 者:码喽的自我修养🥰 📝 专 栏:JavaScript深入研究 🎉 🌈 创作不易,如果能帮助到带大家,欢迎 收藏+关注 哦💕 在前端开发中,处理URL参数是一个常见的任务,尤其是在没有框架支持的情况…

    2025 年 1 月 6 日
    18200
  • Mysql身份认证过程

    背景 最近有一些hersql的用户希望能支持mysql的caching_sha2_password认证方式,caching_sha2_password与常用的mysql_native_password认证过程差异还是比较大的,因此抽空研究了一下caching_sha2_password身份认证过程,并为hersql支持了caching_sha2_passwo…

    2025 年 1 月 15 日
    24800
  • 《重构:改善既有代码的设计(第2版)》PDF、EPUB免费下载

    电子版仅供预览,下载后24小时内务必删除,支持正版,喜欢的请购买正版书籍 点击原文去下载 书籍信息 作者: [美] Martin Fowler出版社: 人民邮电出版社出品方: 异步图书副标题: 改善既有代码的设计原作名: Refactoring: Improving the Design of Existing Code,Second Edition译者: …

    2025 年 1 月 11 日
    17600

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

联系我们

400-800-8888

在线咨询: QQ交谈

邮件:admin@example.com

工作时间:周一至周五,9:30-18:30,节假日休息

关注微信