Python：Manim初体验

Manim 用 Python 制作高逼格数学动画

引言

Manim 是一款基于 Python 的开源动画引擎，专为数学、物理等领域的可视化设计而打造，尤其擅长将抽象概念转化为动态、直观的动画演示。

---

Manim介绍

Manim简介及版本

Manim 原先是由Grant Sanderson开发的一个动画引擎，用在他的Youtube频道3Blue1Brown - YouTube，旨在用动画直观解释数学的一些问题。随着他的YouTube频道变得流行，其他开发者也想用Manim来开发，于是有了社区版。目前Manim有如下版本（详情见Differences between Manim Versions）：

• ManimCE: The community edition of manim, named manim on pip.
• ManimGL: The current version of manim that is used by 3blue1brown. It supports OpenGL rendering and interactivity, and is named manimgl on pip. You can find documentation for it here.
• ManimCairo: The old version of manim originally used by 3blue1brown. It is not available on pip.

选用哪个版本

ManimGL渲染更快，Manim社区版，提供Jupyter Notebooks ，声称更稳定。Manim社区版说2021年4月会全部支持OpenGL。

---

核心功能与特性

1. 数学公式与几何图形

   • 支持 LaTeX 语法，可动态展示公式推导过程（如微积分、线性代数）。
   • 内置多种几何对象（点、线、圆、多边形等），支持复杂图形的组合与变换。

2. 动画控制与编程

   • 通过 Python 代码精确控制动画的每一步，包括运动轨迹、时间轴、镜头切换等。
   • 提供 Create、Transform、FadeIn 等多种动画类型，支持缓动函数和自定义插值。

3. 物理模拟与数据可视化

   • 结合 manim-physics 插件实现刚体运动、碰撞、电磁学等物理现象模拟。
   • 可生成柱状图、折线图、3D 曲面等数据可视化效果，适用于科研与教学。

4. 跨平台与高质量输出

   • 支持 Windows、macOS、Linux 系统，输出视频格式包括 MP4、GIF 等，最高支持 4K 分辨率。
   • 依赖 FFmpeg 进行视频渲染，支持多线程加速。

---

安装与配置

推荐安装方式（以社区版为例）：

1. Python 环境

   • 建议使用 Python 3.10 及以上版本。
   • 创建虚拟环境（可选）：python -m venv manim-env。

2. 依赖库安装

   # 安装核心库
   pip install manim
   # 安装物理模拟插件（可选）
   pip install manim-physics
   # 安装语音同步插件（可选）
   pip install