3Blue1Brown 动画制作教程(9)--变化多端的相机

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变化多端的相机

前面的文章中，场景在建立了之后，我们的视角及视野范围往往是不变的，如果需要显示一个局部细节，只能去放大场景中各种对象的尺寸，这样操作起来就显得很不灵活，所以在 manim 中包含了“camera（相机）”的概念。本文的代码参考 Alexander Vázquez 的 Github 中的项目，并对项目中代码进行了分类、简化与释义，形成本文。

相机的定位、缩放及恢复

新建一个 Python 文件，例如名字为 Camera_ex.py。在文件的开头部分写上：

from manimlib.imports import *

将所有生成动画所需的模块导入。

再添加以下代码：

class ChangePositionAndSizeCamera(MovingCameraScene):
    def construct(self):
        text=TexMobject("\\nabla\\textbf{u}").scale(3)
        square=Square()
        # Arrange the objects
        VGroup(text,square).arrange_submobjects(RIGHT,buff=3)

        self.add(text,square)
        # Save the state of camera
        self.camera.frame.save_state()
        # Animation of the camera
        self.play(
            # Set the size with the width of a object
            self.camera.frame.set_width,text.get_width()*1.2,
            # Move the camera to the object
            self.camera.frame.move_to,text
        )
        self.wait()
        # Restore the state saved
        self.play(Restore(self.camera.frame))
        self.play(
            self.camera.frame.set_height,square.get_width()*1.2,
            self.camera.frame.move_to,square
        )
        self.wait()
        self.play(Restore(self.camera.frame))
        self.wait()

该场景继承于 MovingCameraScene 类，而 MovingCameraScene 类又是继承于 Scene 基本场景类。

先新建了一个名为 text 的公式及一个名为 square 的正方形，然后通过 VGroup 将两个对象横向组成一个组合，间距为三个单位。

下面的动画展示部分，先将 text 和 square 添加到页面当中，然后通过 self.camera.frame.save_state() 储存当前的相机位置及视野（场景中的默认相机位置及视野）。

利用 self.play() 方法，先设置相机的宽度为 text 的宽度的1.2倍： self.camera.frame.set_width,text.get_width()*1.2 ，并将相机的中心移动到 text 的中心：self.camera.frame.move_to,text。

等待1秒。

利用 Restore(self.camera.frame) 方法使用刚刚储存的相机位置及视野，恢复到初始的相机的位置及视野。

利用 self.play() 方法，先设置相机的高度为 square 的宽度的1.2倍： self.camera.frame.set_height,square.get_width()*1.2 ，并将相机的中心移动到 square 的中心：self.camera.frame.move_to,square。

等待1秒。

利用 Restore(self.camera.frame) 方法使用刚刚储存的相机位置及视野，恢复到初始的相机的位置及视野。

等待1秒。

动画如下：

相机的缩放与移动

再在下面添加以下代码：

class ChangePositionAndSizeCameraInAnotherScene(GraphScene,MovingCameraScene):
    CONFIG = {
        "y_max" : 50,
        "y_min" : 0,
        "x_max" : 7,
        "x_min" : 0,
        "y_tick_frequency" : 5, 
        "x_tick_frequency" : 0.5, 
    }
    def construct(self):
        self.setup_axes(animate=False)
        graph = self.get_graph(lambda x : x**2,  
                                    color = GREEN,
                                    x_min = 0, 
                                    x_max = 7
                                    )
        dot_at_start_graph=Dot().move_to(graph.points[0])
        dot_at_end_grap=Dot().move_to(graph.points[-1])

        self.add(graph,dot_at_end_grap,dot_at_start_graph)
        self.play(
            self.camera.frame.scale,0.5,
            self.camera.frame.move_to,dot_at_start_graph
        )
        self.wait()
        self.play(
            self.camera.frame.move_to,dot_at_end_grap, run_time = 2
        )
        self.wait()