来源：Python数据之道 (ID:PyDataLab)

作者：阳哥

01写在前面

最近几个月，我在微信视频号「价值前瞻」和「Python数据之道」发布了一些视频，有不少同学问到这些视频是怎么做的，用什么工具制作的。

在文章 用 python 制作高逼格的数学动画 中，我跟大家介绍了 Manim 这个视频制作工具，以及以及案例演示。

不少同学觉得这个工具不错，问到有没有完整的使用教程或者相关书籍。据我所知，目前应该是没有专门的书籍来介绍这个工具的。至于教程，不同版本的Manim有一部分文档，其中 Manim社区版的文档相对而言要完善些。

本次，我将基于 Manim社区版(Manim Community)给大家分享Manim入门的第一部分，基础形状的使用。

本次使用的版本为 Manim Community v0.14.0，文中介绍的基础形状如下：

02Manim的安装与运行

安装

如何安装社区版Manim，参见下面的官方链接：

https://docs.manim.community/en/stable/installation.html

如何运行 Manim

用 Manim 绘制图形，首先需要引入 Manim 库，然后将需要绘制的内容封装到一个 类(class) 里面。

社区版的导入代码如下：

from manim import *

对于 编辑好的程序文件（ XXXX.py 文件），需要在同一个文件夹下运行命令来运行程序，命令格式如下：

manim -pql XXXX.py DemoSquare

上面的命令行中：

• manim 是社区版Manim运行程序的主要标志用语；

• p 表示程序运行后会进行预览（图片或视频）；

• ql 表示低质量（quality low）, 其他的选项有 -ql, -qm, -qh, -qk, 分别表示 低质量、正常质量、高质量、4K质量；

• XXXX.py 是py代码文件；

• DemoSquare 是 py代码文件中的一个类；

演示过程录屏如下：

命令行中，还有其他许多参数可以设置，可以通过社区版的支持文档来进一步了解：

https://docs.manim.community/en/stable/tutorials/configuration.html#command-line-arguments

03Manim 的基础形状介绍

通用属性

Manim 中基础形状有些属性和方法，对于大部分形状是通用的，因此在介绍具体的形状之前，在这里通过 正方形 来讲解下形状的基础用法。

在下面的案例中，实现了对正方形的边框颜色设置、线宽度设置、填充颜色、旋转、大小变换等。

# manim -pql manimce-intro-01.py DemoSquare
class DemoSquare(Scene):def construct(self):WaterMark.construct(self)r = 1sq1 = Square(side_length=2 * r,color=BLUE,)sq1.to_corner(UL,buff=2)self.add(sq1)self.wait()sq2 = Square(side_length=2 * r,color=BLUE,stroke_width=10,  # 设置边框线的粗细)sq2.next_to(sq1,RIGHT,buff=1)self.add(sq2)self.wait()sq3 = Square(side_length=2 * r,color=BLUE,fill_color=ORANGE,  # 设置填充颜色fill_opacity=0.5,  # 设置透明度)sq3.next_to(sq2,RIGHT,buff=1)self.add(sq3)self.wait()# 形状大小变换sq4 = sq1.copy()sq4.scale(0.6) # 缩小到 60%sq4.next_to(sq1,DOWN,buff=0.5)self.add(sq4)self.wait()# 形状旋转sq5 = sq2.copy()sq5.rotate(45*DEGREES)  # 旋转45度sq5.next_to(sq2,DOWN,buff=0.5)self.add(sq5)self.wait()

演示效果如下：

点

对于 点 ， manim 中目前有几种不一样的形状可以来展示，包括：

• Dot

• AnnotationDot

• LabeledDot

class DemoDot(Scene):def construct(self):WaterMark.construct(self)g = Group(# 点Dot(color=PINK),AnnotationDot(stroke_color=YELLOW, fill_color=BLUE,fill_opacity=1),# 带文字标签的点LabeledDot(Tex("2022", color=RED)),LabeledDot(MathTex("a", color=GREEN)),LabeledDot(Text("Python数据之道", color=BLUE)).scale(0.3),LabeledDot("Lemon"),)g.arrange(RIGHT,buff=0.5).scale(1.5)g[:2].move_to(UP*1.5)g[2:].next_to(g[:2],DOWN,buff=1)for shape in g:self.add(shape)self.wait(0.5)

演示效果如下：

线

在这里，线 的形状，包括 直线、虚线、箭头、双箭头、弯曲的箭头等，如下：

• Line

• DashedLine

• Arrow

• DoubleArrow

• CurvedArrow

class DemoLine(Scene):def construct(self):WaterMark.construct(self)g = Group(# 线Line(0.5*LEFT,0.5*RIGHT,color=YELLOW),# 虚线DashedLine(0.5*LEFT,0.5*RIGHT,color=TEAL),# 箭头Arrow(color=BLUE), Arrow(color= BLUE, tip_shape=ArrowCircleFilledTip), #  ArrowCircleTipArrow(color= BLUE, tip_shape=ArrowSquareTip),# ArrowSquareFilledTip# 双箭头DoubleArrow(color=BLUE),# 弯曲的箭头CurvedArrow(LEFT,RIGHT,angle=90*DEGREES,color= BLUE), )g.arrange(RIGHT,buff=0.5)g[:3].move_to(UP*1.5)g[3:].next_to(g[:3],DOWN,buff=1)for shape in g:self.add(shape)self.wait(0.5)

演示效果如下：

圆形

圆形包括 圆、圆环、扇形、椭圆、弧形等，如下：

• Circle

• Annulus

• Ellipse

• Sector

• Arc

• ArcBetweenPoints

class DemoCircle(Scene):def construct(self):WaterMark.construct(self)g = Group(# 圆形Circle(radius=0.8,color=YELLOW,fill_color=BLUE,fill_opacity=1),# 圆环Annulus(inner_radius=0.7, outer_radius=1,fill_color= DARK_BLUE, stroke_color=YELLOW, stroke_width=4), # 椭圆Ellipse(color= BLUE),# 扇形Sector(inner_radius=0.7, outer_radius=1,fill_color= BLUE, stroke_color=YELLOW, stroke_width=4),# 弧形Arc(radius=1.3, start_angle=-PI/8, angle=PI,color= BLUE),ArcBetweenPoints(start=2 * RIGHT, end=2*LEFT, stroke_color=BLUE) ,)g.arrange(RIGHT,buff=0.5)g[:3].move_to(UP*1.5)g[3:].next_to(g[:3],DOWN,buff=1)for shape in g:self.add(shape)self.wait(0.5)

演示效果如下：

下面的这个视频，就是基于 扇形（Sector）来制作的。

矩形

矩形类的形状，是咱们经常使用到的一类图形，在 manim 中包括：

• Rectangle

• RoundedRectangle

• Square

class DemoRect(Scene):def construct(self):WaterMark.construct(self)g = Group(# 矩形Rectangle(width=1,height=0.6,color=BLUE,fill_color=ORANGE,fill_opacity=1),Rectangle(width=1,height=0.6,color=BLUE,grid_xstep=0.5,grid_ystep=0.2),# 圆角矩形RoundedRectangle(corner_radius=0.3,width=1,height=0.6,fill_color=PURPLE,fill_opacity=1),# 正方形Square(side_length=1,color=BLUE,fill_color=ORANGE,  # 设置填充颜色fill_opacity=0.5,  # 设置透明度),)g.arrange(RIGHT,buff=0.5).scale(2)for shape in g:self.add(shape)self.wait(0.5)

演示效果如下：

多边形

多边形性，相对来说要复杂些，主要是需要设置边缘点的位置，在manim中有多种方式来表示多边形，包括：

• Triangle

• Polygon

• RegularPolygon

• Star

• Polygram

• RegularPolygram

class DemoPolygon(Scene):def construct(self):WaterMark.construct(self)g = Group(# 正三角形Triangle(radius=2,color=BLUE),# 三角形Polygon([-5, 1.5, 0], [-2, 1.5, 0], [-3.5, -2, 0]),# 多边形Polygon([-5, 1.5, 0], [-2, 1.5, 0], [-2.5, -2, 0], [-4.5, -1.5, 0]),#正多边形RegularPolygon(n=6,color=BLUE),# 星型Star(color=BLUE),#多边形Polygram([[0, 2, 0], [-np.sqrt(3), -1, 0], [np.sqrt(3), -1, 0]],[[-np.sqrt(3), 1, 0], [0, -2, 0], [np.sqrt(3), 1, 0]],),RegularPolygram(num_vertices = 7),RegularPolygram(5, radius=1),)g.arrange(RIGHT,buff=0.5).scale(0.7)g[:4].move_to(UP*1.5)g[4:].next_to(g[:3],DOWN,buff=1)for shape in g:self.add(shape)self.wait(0.5)

演示效果如下：

符号

在manim 中，也经常会用到 大括号等形状，如下：

class DemoCross(Scene):def construct(self):WaterMark.construct(self)# 十字叉cross = Cross(stroke_color = BLUE,stroke_width=20).scale(0.8)cross.to_corner(UL,buff=2)self.add(cross)self.wait(0.5)# 大括号br1 = Brace(Line(LEFT,RIGHT),color= BLUE)br1.next_to(cross,RIGHT,buff=0.5)self.add(br1)self.wait(0.5)# 带文字的大括号line=Line(LEFT,RIGHT) br2= BraceLabel(line, text= "14cm", color= YELLOW, buff=0.1) br2.submobjects[1].set_color(BLUE) self.add(VGroup(line,br2).next_to(br1,RIGHT,buff=0.5))self.wait(0.5)# 带弧度的大括号arc = Arc(radius=1,start_angle=0,angle=3*PI/4) br3 = ArcBrace(arc).set_color(BLUE)self.add(VGroup(arc,br3).next_to(VGroup(line,br2),RIGHT,buff=0.5))# self.add(arc,br3)self.wait(0.5)

演示效果如下：

04小结

相对而言，manim 中的基础形状，还是比较齐全的，在这些基础形状的基础上，自己可以进一步来组合其他的形状。

大家读完顺手点下右下角的  “在看” ，就是最大的鼓励和支持了。

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