观看完本教程,你将学会如何配置Manim.3blue1brown/manim

难以置信,写了几万字的专栏被B站吃了??没保存上???心态炸了........

太难受了,重写吧. 心情不好文笔可能比较尖酸.

0. 废话部分

头铁想直接安装请跳过本段.

本文重点在Windows上. Linux可以直接移步文末.

Manim的许可是"MIT"许可, 任何人可以免费使用, 传播, 修改, 再发布.

Manim主文件下的"from_3b1b"文件夹内的东西拥有3Blue1Brown的版权.

我想了想, 本文章还是以类似于"GPLv3"的许可发布吧. 任何人可以随意转载, 但是得附上作者信息(毕竟是自己码的字)

为了让大家能更容易的复制文章的网址, 或者肆意传播文章内容(需要附带作者信息,顺便点赞收藏啥的),我没有勾选"声明此文章为原创"的选项. 但是这个确实是我原创的.

0-1.前言

写本文的目的是向需要配置Manim的人提供帮助. 能帮一个算一个, 作为一个阅读官方文档刚配置好的人, 记载本教程也算是给我自己留个底,省得忘了方法. 毕竟这个东西不是太容易配置. 目前网络上似乎没有几个特别好的教程, 不是过时了就是不太清楚. 对于大部分需要教程的人, 应该是不太懂一些基本的计算机概念的. 我希望能从原理上解释清楚一些东西, 而不是稀里糊涂的安装好, 那样整必然只能稀里糊涂的使用了. 所以我阅读着原版文档,摸索出来了一个方法. 但愿这个文章能达到要求.

0-2. 介绍

Manim是频道3blue1brown的频道主Grant大佬(B站主页https://space.bilibili.com/88461692/,能来这里的都知道)开发的用于输出高质量动画的一款引擎.作为python的一个库存在于世.   如果你是想制作高质量, 好看的, 非线性动画的兴趣者

想用精美图片代替MATLAB丑图的论文作者

参加需要高质量动画演示视频的竞赛的人

想制作3b1b风格动画的人

其他特种工作者

那么Manim可能是你想找的, 也是你自己无法配置的(要不然你来这里干啥)

Manim不是一种适合人人使用的软件, 你必须会python, 懂得编程思维, 要不然这个工具将毫无用处. 因为Manim不是像ppt, ps/pr 那一类几乎只用点点按按的软件,Manim需要你去用程序表示场景, 所以不想学python的人可以移步学习pr, ppt 了. 如果想使用必须先学习python. 至少目前, 还没人开发出来Manim的图形化界面, 开发者Grant大佬也承认这个东西是自己用的. 所以在没有更好使用方法的情况下, 我们还是只能将就一下. 大佬开源给我们是我们的福报, 要什么自行车?

为了展现公式,python也不够了,你还得学习TeX宏集的语法. 后文会提到.

是不是感觉很难?就是这么难顶. 编程就像数学,需要一定的时间去学习,还要熟练掌握. 如果你没学过python和LaTeX建议先学习一个.

好, 劝退的劝退了, 可以开始玩了.

1. 安装前的准备

备注:  Manim是基于一大堆软件运行的.这些软件也有各自的用处. 如果只是为了Manim而装一堆东西有些不划算, 所以不妨一起学习下那些软件的用法?比如TeX或者ffmpeg?技多不压身.

1-1. 设备

一个正儿八经的电脑就可以. 想在手机,平板上安装的可以放弃了. 手机就不是用来开发的.

WindowsNT内核, Linux内核的电脑都可以, 如果你是苹果OSX用户, 抱歉,我也不会,但是你可以参考Linux的方法,都差不多.

由于使用Linux的人必然是英语好, 计算机技术高的高手, 所以文末的Linux教程将只是点到为止.否则恐有班门弄斧之嫌. (其实主要是Linux系统下安装实在是方便的没啥说的. Linux开发软件出了名的好用,要不是玩游戏的需求, 我早换成Linux Ubuntu系统了)

1-2. 下载器

我们将会访问一些合法的境外网站. 这意味着你不用准备****工具,但是考虑时间问题, 下载速度太慢显然让人非常不爽. 所以一个能加速下载的程序就很必要. 比如原理相似的FDM, μtorrent等. 但是我实测, 还是迅雷好用些. 虽然迅雷一言难尽,但是为了Manim....不寒掺!!

如果你用迅雷的话,请万分注意广告和全家桶软件,毕竟我们只想要Manim,不想要全家桶. 得不偿失就不划算了.

1-3. python基础

虽然不是安装的必备品,但是安装好不会用,你安装它干啥?还是先学习一个吧.

1-4 自己电脑的位数

这是我的机子的情况

你可以看到我的电脑是x64的64位设备. 这个界面你可以右键"此电脑"然后在"属性"里找见.

有的人连"此电脑"都找不见, 那是你没让它在桌面显示. 自行百度方法,此处不赘述.

电脑位数由你的cpu和操作系统决定. 表示cpu的处理位宽. 更高的位数一般性能更好. 现在主流都是64位.如果你不幸是32位,没关系,可以买个新时代的电脑,或者接下来注意安装32位版本的程序就好.

64位一般记作:  x64, x86-64  , amd64

32位一般记作:  x32, x86-32  ,请安装合适位数的软件.

万事俱备,正式开始  (叨叨这么久终于开始了)

2. 安装依赖环境

光有Manim显然啥都跑不起来. Manim是python的一个包. 我们必须先把该有的东西都准备好, Manim才有可能正常工作. 我们需要这么几个软件python 3.7 或更新的版本

python 附带的pip:一个包管理器

FFmpeg

sox

TeX宏集环境

一些必要的python包

介绍一下, 省的你们不知道在干啥, 不想听的直接跳过python3.7是python语言的解释器, 运行python程序的环境必备品. 这个没啥说的,大家都能懂. 虽然官方建议3.7,但是我用3.8发现也没问题.考虑未来的历史进程,大伙最好还是装3.8的版本吧.

pip ,用来管理包(又叫"库").python的伟大之处在于其免费(点赞也不要钱). 所以人人可用, 大家都用, 就有人们开发出来了各种强大的python库.使用这些库我们就可以用少量代码实现人脸识别之类的高级功能. 解放了人类的劳动力到更高级的工作上,而不是天天写重复的低级代码. 而这些库, 一般就是用pip来安装的.   现在介绍pip,后文将教大家咋用. 如果你学过python的话,应该已经会用了.

FFmpeg, 著名的开源视频流处理内核. 内核代表这东西几乎无法独立运行. 但是它却可以作为其他程序的心脏去工作.比如作为VLC, 或者一些录屏软件,剪辑软件的内核. Manim的视频渲染就是基于它的接口的.

sox,一个小巧的用于处理音频的软件.

TeX宏集. 对于大部分人来说可能比较陌生. 这个是用来用编程的方式输出高质量论文的一种语言/程序. 尤其擅长渲染复杂的公式. Manim需要TeX环境处理公式和文字. 不像Microsoft office word 那样的所见即所得文字处理程序, TeX通过代码描述文章,然后直接渲染出来可视化的效果.比如MiKTeX直接输出pdf文档,Manim直接输出图片或者视频.这种画风就是TeX生成的.不用猜都知道科研中它备受欢迎.

上面这个示例论文是我用程序生成的,狗屁不通,看着帅而已. 这就是TeX的魅力.

各种论文,如果你会用TeX, 你将轻易制作出来word无法达到的美观效果,秒杀众生(仅限于排版水平)

不写论文的话,知乎之类的也是支持的,你经常在知乎上看见的复杂公式, 就是TeX语法生成的.

可惜,B站专栏至今不支持TeX.

这一段话告诉你除了会python你还得会TeX语法,要不然一样不能制作公式效果.

现在让我们一个个安装. 其实还是挺费力气的

不建议用诸如某某软件管家来安装,因为我们这是在配置开发环境,不是在安装娱乐游戏,要注意依赖环境,你现在图省事,未来可就麻烦了.

2-1. 安装python和附属的pip

请注意, 有些情况下, 计算机内可能已经有python了, py2和py3可以共存,但务必保证你运行的是py3.7或以上的版本.

官网  https://www.python.org/  ,如果你连下载在哪里都找不见,请直接  https://www.python.org/downloads/release/python-385/  走起,然后往下翻, 下载这个就好. 可以用下载器,要不然速度堪忧.

工地英语都能看懂

你也可以在我国各大野鸡下载网址去下载以获得更快的速度.根据我的经验,如果你找对下载链接, 也不会被全家桶恶心的,我这么多年还没中过计.但是新手不建议这样,容易惹一身臭气.

然后运行安装包.注意这几个设置.记得设置环境变量,将py3.8加入path里,要不然就白干了

看清楚对勾都勾在哪里

工地英语都能看懂

大伙的英语应该都有工地4级了吧? 都能看懂的. 文档啥的都最好装上.pip必须安装. 标准库也装好.

至于tcl/tk库和IDLE,这是tkinter,一个图形界面库,和一个简单的IDE,可以不装,因为基本用不上.IDE有 visual studio ,文本编辑器有vsc,sublime text, 图形库有PyQt5, 个个比它们爽. 所以这个其实可以不要. 装上的话也不大.

不言而喻

对照着安装准没错. 不建议修改安装路径.

这个安装应该遇不到啥问题. 现在让我们测试下,顺便学习一下Windows下最好用的终端PowerShell

请按住 [shift↑] 然后在桌面空白处单击右键选择"在此处打开PowerShell"按住shift打开的右键菜单

出来的那个特别丑的界面就是PowerShell. 先别管美观问题, 这个后面自己设置好.现在让我们在PowerShell里输入  "python --version", 为了方便,以后这种表述统一用下面这种格式PS > python --version

这个就表示在一个目录下运行PowerShell的命令.

按下回车你应该看到这个样子.成功了!

刚才那行命令表述显示py的版本. 如果能正常输出那么就是安装好了.如果不行的话请卸载重装,严格按照步骤来.如果还是不行的话建议放弃,你是bug体质, 不适合学计算机.

这一下子python和pip都安装好了.

备注: 如果你的电脑安装过python2, 那么想运行python3就必须输入全称PS > python3 --version

2-2. 安装FFmpeg

同样的,我们不能凭空变出来一个FFmpeg,所以还是先下载.

官网: https://www.ffmpeg.org/

下载地址直通  https://ffmpeg.zeranoe.com/builds/win64/static/   (这个是64位的)

下载下来的东西是一个看似很野鸡的zip压缩包.不慌,将其解压,然后放置在一个地方,最好是c盘的根目录,d盘也行. 然后重命名,改个短点的名字,比如就叫ffmpeg.

比如我,现在就有这样的一个路径

示例位置

为了统一,我将它放置在了c:/Program Files/下, 最后的路径大概这个样子就行.

2-2-1.  ----------

这里科普一下相对路径和绝对路径的概念

绝对路径指的就是从头算起的文件路径,比如c:/Program Files/ffmpeg/bin/ffmpeg.exe

就是我的电脑里的ffmpeg.exe程序的绝对路径,绝对精确.

我是这么安装的,但是有人可能安装在c盘根目录,有人可能安装在d盘.......各有千秋,所以为了方便的表述各种情况,引入相对路径的概念~/bin/ffmpeg.exe

如果我之前明示现在说的是ffmpeg文件夹的话,那么这个"~"符号就表示ffmpeg文件夹的位置.现在适用于每个人的电脑了.不管ffmpeg在何处,这个标识都是指定一个东西了.你们自己看着自己的电脑,将相对路径转换成绝对路径就好.

在PowerShell之类的终端里,一般这样表述PS c:/program files/ffmpeg > ./bin/ffmpeg.exe

PowerShell无时无刻存在一个当前工作目录,估计你也发现了老图新用

这张图里的PowerShell就工作在c:/Desktop/下,所有的命令都在这个文件夹起作用. 如果desktop下有个软件叫a.exe,那么我要运行它就不用输入完整路径,保证PowerShell在当前目录时,只输入PS > ./a.exe

就能行了. 这就是相对路径, 省时间,方便. 特例" ../ "表述的是上一级的目录,类似于倒退一下.同时,死长的文件名也可以用Tab键自动补全,输入几个字符,按几下tab就自动补全了.非常高级.

说了这么久路径的概念就是为了设置环境变量, 你们能看懂.

2-2-2.-----------

现在设置环境变量. ffmpeg不是安装过去的,是复制过去的,全手动安装. 所以设置环境变量这种脏活还得我们自己干.请大家将~/bin/加入到path环境变量中.

如果不会,请看教程:

(睡了14小时...写到哪了?)

右键此电脑, 属性, 到这个熟悉的界面后, 点击这里 "高级系统设置"

如图

然后点击这里,  "环境变量"不输入图片注释会如何?

我们想给所有账户配置好, 一般人的电脑应该只有一个账户吧....反正能提权就一步到位

在系统变量里找到"Path"变量, 编辑之1

这样你也可以把地址复制过去

新建一个条目,输入"~/ffmpeg/bin"的绝对路径, 每个人按照自己的地址去配置.(正斜杠还是反斜杠" \ ",你看之前的其他条目是啥你就用啥. 想输入反斜杠请使用英语模式然后按下"]"键右边的键)

然后记得一路确定保存好.不用重启.

问: 为啥你还有个miktex的配置?

答:那个就是TeX的支持,你们还没装,所以没有.等会再整这个.

好了,path设置好之后,PowerShell和其他系统软件就能找见ffmpeg了.这个就是告诉系统,我这个东西是很重要的,所有程序都应该得找见我,不用输入绝对路径就能运行.

举个例子,假如python不在path里,那么我们运行一个py程序就得这样在PowerShell里输入PS > c:/"Program Files"/python38/python.exe  ./ngc13009demo.py

但是我现在只需要PS > python ./ngc13009demo.py

不只是方便人类,也方便程序的调用.

现在测试一下,打开PowerShell,输入PS > ffmpeg

如果出来了这种东西, 就证明成功了.如果不成功请重新设置环境变量,你可能路径输入错了或者没保存.工地英语4级就可以看懂

好了,下一步

该谁了??

2-3. sox

官网:  http://sox.sourceforge.net/

下载链接: https://sourceforge.net/projects/sox/files/sox/

自行安装,没啥说的,不到10MB的小东西. 安装好应该就能在开始菜单找见了(需要等一会)

2-4. TeX支持

这个版本就多了, 各种神器任君挑选. 常见的有LaTeX, MiKTeX, 还有从清华大学的百度云盘下载的支持中文的CTeX. 作为一个例子, 我讲一下MiKTeX的安装方式.因为我很早就用的这个,后来才知道CTeX的.......

TeX们的离线安装包不大,不到1GB, 这个可以从中国的一些985大学镜像站下载到.

清华源的CTeX: https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ctex/

兰州大学镜像站: http://mirror.lzu.edu.cn/

官方: https://en.softonic.com/download/miktex/windows/post-download

请大家自己找着下载.百度找一找链接也可以.

然后安装, 这一步没啥说的.安装好就可以. 无脑下一步是肯定没问题的.但是还是最好注意一下它在干啥,相信想玩Manim的人英语都不差.

不要说你看不懂! 这个是态度问题. 我见过太多人, 就是汉语也懒得看, 一行中文报错, 那么醒目的告诉你错误原因, 都能慌了神. 小时候可能不会处理,但是你现在应该是有能力去阅读的, 你只需要克服从小产生的心理障碍, 成功一次, 你就会发现, 大部分计算机问题都是很好解决的.

现在大部分人安装软件时都有个习惯, 就是啥都不管冷鼓劲下一步,这是非常糟糕的习惯. 尽快改掉.

安装成功(然后等一会)你将能在开始菜单找见它这个就是MiKTeX的可执行程序. 类似于word,你可以用它写文章

如果你没有安装成功, 请自行根据错误提示百度解决方案, 计算机问题往往千奇百怪, 很难在此罗列出来. 常见的问题有权限不够?提权运行!

安装目录存在中文?

忘了在安装时设置东西了?

我的账户是管理员账户吗?

TeX安装完, 就差不多了.

该安装各种包和Manim本身了.

3. 进入正题:Manim部分

接下来的东西就全是python的了. 先让我们学习一下pip

3-1. pip的基本用法

pip可以在PowerShell里运行.所以我们先启动PowerShell,然后运行PS > pip --version

如果输出了版本号,证明pip正常. 请先保证这个. 如果不正常请检查python的安装.

你可以这样下载并安装库PS > pip install opencv-python

上面这行就是安装openCV库的方式.简洁明了.你可以自行替换安装的包名,想装啥就装啥.

(opencv是开源的机器视觉库, 可以写人脸识别之类的程序)

pip下载库的默认仓库地址是pypi, 网速属实拉跨,我们要给它一个速度快点的仓库地址, 比如清华大学软件镜像站的pypi. 你也可以用其他源, 比如搜狐的,阿里的,豆瓣的,中科大的.只要速度快就行.

3-1-1. 永久更换的方式

在你自己的"我的文档"下,新建一个叫"pip"的文件夹,里面新建一个记事本这是我的电脑里的样子, 每个人名字不一样文件名也不一样

记事本连着扩展名改成"pip.ini"(.ini是配置文件的一般扩展名)路径是c:/users/%用户名%/pip/pip.ini

有的人不会改扩展名, 电脑默认是隐藏扩展名的, 你需要让它显示出来. 要不然没法改看懂没?

然后,右键pip.ini, 编辑, 加上下面的东西[global]

index-url = https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

保存. 大功告成!现在你设置上默认清华源了. 也可以设置成其他镜像网站.你自己随便.

3-1-2. 临时换源

只需要输入命令时加上一个参数,比如PS > pip install numpy -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

这个命令是用pip安装一个叫numpy的python库, 使用的是清华镜像站的资源.

pip会用了, 就可以安装该安装的python包了

3-2. 安装Manim

Manim需要一大堆包. 正常情况下,你运行的时候,报错提示缺少啥,你现场用pip安装一下就可以了. 所谓查漏补缺.

先安装一个库叫pycairo, 这个库比较坑,因为它不能直接用pip在线安装.

官网: https://www.cairographics.org/

轮子下载站(也是个大学的): https://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/#pycairo

自己下载合适的版本. 看文件名下载, 我举个例子如图

我就应该下载这个.因为

cp38  =  python 3.8 版本

win  =  Windows平台

amd64 = 64位(注意这里是你的python安装的位数,64位机子也可能安装的是32位的python)

自己看着办,下载一个门当户对的版本

然后安装.你把它下载到哪了就在哪个目录启动PowerShell(或者cd过去,本文不深究PowerShell的用法).运行PS ~/ > pip install 你下载的whl包的名字.whl

就安装上了. 注意tab的自动补全功能.毕竟这个名字挺长的

还有些东西是都要用的, 必要的库在Manim目录下的requirements.txt里. 按理来说现在应该先装这些. 但我还没让大家下载Manim的源代码呢, 因为我们可以不需要源代码!

大部分教程只是将Manim下载下来本地运行,但是我想让它可以全局运行

所以我阅读了官方文档掌握了这个方法.

其实方法特别简单PS > pip install manimlib

就这?    就这.

一行命令直接装好,pip自动安装需要的包. 然后你就能用Manim了.

但是你肯定不能成功.所以请接着看.

你大概率得到一大堆红色的报错信息, 仔细一看字里行间告诉你是编码问题. 奥!原来是因为我是中国人,说的是汉语,电脑编码冲突了.

可是你说巧不巧?作为一个程序员,基本功就是处理各种编码问题, 于是我很快找见了一个解决办法

请

开始菜单->设置->时间和语言->区域->其他日期,时间和区域设置->区域(更改日期时间数字格式)->管理(是一个选项卡)->更改系统区域设置->勾选"Beta版:使用Unicode UTF-8"

然后一路确定,重启

然后再pip安装,你将获得成功!

好复杂,给点图片解释?0

1

2

然后Manim安装好了, 记得再改回来, 要不然一些程序可能会乱码

Manim是安装好了, 如果你有个场景文件, 你可以直接在那个文件的目录启动PowerShell,运行PS ~/ > manim example_scenes.py

就可以根据提示生成视频了.

好了,安装完了!

但是我不能这么不负责任, 毕竟我们连之前视频的文件都看不见找不到,想照猫画虎也没猫, 所以我们还是下载源代码文件吧.

上面这些步骤看似没意义了,因为有了源代码就不用安装manim到pip里而是可以直接运行它. 但是上面这些步骤可以让我们以后轻松的使用manim,所以还是有点用的. 还记得上文那种通过绝对路径运行程序的方式吗?你肯定不喜欢.

下载源代码可以从3b1b的GitHub下载: https://github.com/3b1b/manim

网速较慢, 而且英语看不懂. 我拷贝了一份到了我的gitee里, 还搞得翻译了一下readme. 你们也可以从这里下载  https://gitee.com/ngc13009/manim

下载解压随便放在哪里

打开这个文件夹你应该会看见这些东西

Manim的主目录

现在我们在Manim的主目录下

~/requirements.txt就是依赖. 如果你刚才已经用pip安装了, 依赖环境的包应该已经齐了. 如果没齐或者你没用pip,想手动配置, 你可以用一行命令自动完成这个过程PS ~/ > pip install -r requirements.txt

-r参数以及其后跟的数据将告诉pip安装的东西. 这个操作会让pip自己把没装的东西补齐. 如果镜像源正确应该是很快的. 如果错误了也别慌张, 你可以找轮子whl包下载安装,就和刚才的pycairo一样的方式.

不过那样子只能一个一个装了....

你现在可以检查一下包齐了没有PS > pip list

这个将显示目前安装的包.

-1. 激动人心的时刻

源码下有一个示例场景, 现在让我们编译一下它PS ~/ > manim example_scenes.py SquareToCircle -p

PS ~/ > ./manim.py example_scenes.py SquareToCircle -p    #如果你没有pip安装manim的话请使用这一行

这将会编译example_scenes.py 文件内的SquareToCircle场景, 并将生成的视频立刻展示出来(参数 -p ). 生成的文件在~/media/video/example_scenes/%视频信息起名的文件夹%/SquareToCircle.mp4

现在你配置好了, 能开始使用manim了. 祝贺

如果不给出场景,他会让你选择一个,非常智能

生成的高质量视频. 路障标志是我用的VLC播放器的标志

现在请开始学习python-Manim的用法,阅读之前的代码自己悟. (也许等我会了的时候我会写教程?)

希望我们可以制作出高质量的视频. 也许会有人为Manim写出图形界面? 那样的时候我们就能像使用ppt一样使用Manim了.

-2. Linux下的配置

需要的软件全安装完.包括

pycairo, ffmpeg, sox, latex, python3.7+$ sudo apt install sox        #Linux Debian系下,使用apt安装软件的方式示例

安装Manim$ pip install manimlib

如果需要源代码,使用git下载$ git clone https://github.com/3b1b/manim.git          #官方库

$ git clone https://gitee.com/ngc13009/manim.git    #我的gitee镜像

简单, 暴力.

[全文完]累死了