manim边学边做--局部缩放的场景类

在动画制作中，尤其是数学和科学可视化领域，有时我们需要将观众的注意力会合在场景的某个特定部门。
Manim提供了一个强大的工具 ZoomedScene，它允许我们在场景中创建一个独立的缩放视图，从而实现对局部细节的深入展示。
本文将具体先容ZoomedScene的作用、参数、方法，并通过实际示例展示其强大功能。
1. ZoomedScene概要

ZoomedScene是Manim中一个专门用于局部缩放的场景类。
其核心功能是允许我们在主场景中创建一个独立的“缩放窗口”，通过这个窗口，可以清晰地展示场景中某个部门的细节。
这种计划特别实用于以了局景：

• 数学公式推导：在展示复杂的数学公式时，可以使用ZoomedScene对公式中的关键部门举行放大，帮助观众更好地明白
  
• 科学实验演示：在展示微观征象（如细胞结构、分子运动）时，通过缩放功能，可以让观众更直观地观察细节。
  
• 工程计划展示：对于复杂的机器结构或电路计划，ZoomedScene可以帮助观众聚焦于关键部件
  
• 教诲动画：在讲授视频中，通过局部缩放，可以更有效地引导学生关注意点内容
  

1.1. 重要参数

ZoomedScene的重要参数有：
参数名称类型阐明camera_classclass用于界说场景的相机类，默认为MultiCamera。它决定了场景的渲染方式zoomed_display_heightfloat缩放窗口的高度，默认值为 3zoomed_display_widthfloat缩放窗口的宽度，默认值为 3zoomed_display_centerarray缩放窗口的中心位置，默认为None，表示自动计算zoomed_display_cornerarray缩放窗口在场景中的角落位置，默认为[1, 1, 0]，表示窗口位于右上角zoomed_display_corner_bufffloat缩放窗口与角落的距离，默认值为 0.5zoomed_camera_configdict缩放相机的设置参数，例如配景透明度和边框宽度zoomed_camera_image_mobject_configdict缩放相机图像的设置参数zoomed_camera_frame_starting_positionarray缩放相机的初始位置，默认为[0, 0, 0]zoom_factorfloat缩放比例，默认值为 0.15。它决定了缩放窗口与主场景的比例关系image_frame_stroke_widthfloat缩放窗口边框的宽度，默认值为3zoom_activatedbool是否激活缩放功能，默认为False1.2. 重要方法

ZoomedScene的重要方法有：
名称阐明activate_zooming激活缩放功能get_zoom_factor获取当前的缩放比例get_zoom_in_animation返回一个缩放动画get_zoomed_display_pop_out_animation返回缩放窗口弹出的动画2. 使用示例

为了更好地明白ZoomedScene的功能，我们将通过四个实际示例展示其特点。
2.1. 公式的局部放大

视频中展示欧拉公式时，在另一个位置中展示公式的局部放大。
在解说复杂的公式时，可以使用这个功能来突出表现其中的正在解说的参数。

1. formula = MathTex("e^{i\\pi} + 1 = 0").scale(2)
2. self.add(formula)
3. self.activate_zooming(animate=True)
4. self.wait()
5. self.play(self.get_zoom_in_animation(run_time=2))

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2.2. 不同图形的细节

这个示例交互式切换圆形 / 正方形的局部观察。

1. circle = Circle().shift(LEFT)
2. d1 = Dot(circle.get_center(), radius=0.1, color=RED)
3. square = Square(color=BLUE).shift(RIGHT)
4. d2 = Dot(square.get_center(), radius=0.1, color=BLUE)
5. self.add(circle, square, d1, d2)
6. self.activate_zooming(animate=True)
8. # 动态切换缩放目标
9. f = self.zoomed_camera.frame
10. self.play(f.animate.move_to(circle))
11. self.play(self.get_zoom_in_animation())
12. self.play(f.animate.move_to(square))
13. self.play(self.get_zoom_in_animation())

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2.3. 切换不同的部门

这个示例演示逐步放大图中不同节点的过程。

1. nodes = VGroup(
2.     Dot(color=GREEN),
3.     Dot(color=YELLOW),
4.     Dot(color=BLUE),
5. ).arrange(RIGHT, buff=2)
6. self.add(nodes)
7. self.activate_zooming(animate=True)
9. f = self.zoomed_camera.frame
10. # 多阶段缩放展示
11. self.play(f.animate.move_to(nodes[0]))
12. self.play(self.get_zoom_in_animation())
13. self.play(f.animate.move_to(nodes[1]))

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3. 附件

文中的代码只是关键部门的截取，完整的代码共享在网盘中（zoom.py），
下载地址: 完整代码 (访问密码: 6872)

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