manim边学边做--移动相机的场景类

Manim作为强大的数学动画引擎，其核心功能之一是实现复杂的镜头运动控制。
MovingCameraScene类正是为满意这种需求而设计的专业场景类。
与基础Scene类相比，它通过以下特性拓展了镜头控制本领：

• 支持及时镜头移动、缩放和旋转
  
• 提供更灵活的动画组合方式
  
• 优化多对象运动时的镜头同步
  

本文主要介绍MovingCameraScene的作用、主要参数、方法，并通过应用示例来展示其强大功能。
1. MovingCameraScene概要

MovingCameraScene是 Manim 中的一个特殊场景类，继承自Scene。
它的核心功能是允许相机在动画中自由移动，与平凡的Scene类不同，MovingCameraScene提供了对相机位置、缩放和旋转的精致控制，让我们可以更灵活地展示动画内容。
这种灵活性在以下几种场景中尤为重要：

• 聚焦特定对象：在复杂的动画中，可能需要将观众的留意力集中在某个特定的对象或区域上。  MovingCameraScene可以轻松实现相机的平移和缩放，资助突出重点
  
• 动态视角切换：通过移动相机，创作者可以在不同的视角之间切换，为观众带来更丰富的视觉体验。比方，在展示一个3D模型时，可以通过旋转相机来展示模型的不同侧面
  
• 创建动态效果：相机的移动可以用来创建一些特殊的动态效果，如推拉镜头、环绕镜头等，加强动画的视觉冲击力
  

1.1. 主要参数

MovingCameraScene的参数主要继承自Scene，一样平常不需要设置：
参数名称类型分析camera_classCamera指定相机的类型，默认为MovingCamera。这个参数允许创作者根据需要选择不同的相机类，从而实现不同的视觉效果。1.2. 主要方法

MovingCameraScene的主要方法：
名称分析get_moving_mobjects从传入的动画列表中提取所有正在移动的 Mobject 对象，用于后续镜头控制逻辑``2. 使用示例

为了更好地理解MovingCameraScene的强大功能，我们通过下面的示例来展示其在不同场景中的应用。
2.1. 聚焦特定对象

在这个示例中，我们创建了一个圆形和一个正方形，并通过self.camera.frame.move_to()方法将相机聚焦到圆形上。
然后，我们使用animate属性将相机平移到正方形上。
这种平移效果可以资助观众更好地关注到不同的对象。

1. # 创建一个圆形和一个正方形
2. circle = Circle(radius=1, color=BLUE)
3. square = Square(side_length=2, color=RED)
4. circle.shift(2 * LEFT)
5. square.shift(2 * RIGHT)
7. # 添加对象到场景
8. self.add(circle, square)
10. # 将相机聚焦到圆形上
11. self.play(self.camera.frame.animate.move_to(circle))
12. self.wait()
14. # 将相机平移到正方形上
15. self.play(self.camera.frame.animate.move_to(square))

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2.2. 环绕镜头效果

在这个示例中，我们创建了一个正方形，并通过rotate()方法让相机围绕Y轴旋转45°，从而创建了一个环绕镜头效果。
这种效果可以加强动画的动态感。

1. # 创建一个圆形
2. s = Square(side_length=2, color=BLUE)
4. # 创建一个点，用于相机围绕其旋转
5. d = Dot(LEFT, color=GREEN)
6. self.add(s, d)
8. # 创建环绕镜头动画
9. self.play(self.camera.frame.animate.move_to(d.get_center()))
10. self.play(self.camera.frame.animate.rotate(PI / 4, axis=Y_AXIS))

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2.3. 移动对象的相机跟随

在这个示例中，我们创建了一个移动的点，并让相机跟随点的移动。
通过animate属性和move_to()方法，相机可以及时跟踪点的位置，从而实现相机跟随的效果。

1. # 创建一个移动路径
2. path = Line(
3.     LEFT * 3,
4.     RIGHT * 3,
5.     path_arc=PI / -2,
6.     color=YELLOW,
7.     stroke_width=1,
8. )
10. # 创建一个移动的点
11. dot = Dot(color=RED, point=LEFT * 3)
12. self.play(Create(dot), Create(path))
13. self.wait(0.5)
14. self.camera.frame.save_state()
15. self.play(self.camera.frame.animate.move_to(dot))
17. # 让相机跟随点移动
18. def update_camera(mob):
19.     mob.move_to(dot.get_center())
21. self.camera.frame.add_updater(update_camera)
23. # 让点沿着路径移动
24. self.play(MoveAlongPath(dot, path))
25. self.camera.frame.remove_updater(update_camera)
27. self.play(Restore(self.camera.frame))

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3. 附件

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