manim边学边做--带箭头直线

爱浪漫的鱼

带箭头的直线就是有方向的直线，既可以用来表示矢量，也可以用来标记某个关键位置。
manim中提供了4种常用的带箭头的直线模块：

• Arrow：单箭头的直线
  
• DoubleArrow：双箭头的直线
  
• LabeledArrow：带标签的直线
  
• Vector：向量
  

其中，DoubleArrow，LabeledArrow和Vector都继承自Arrow模块，
而Arrow模块继承自上一次介绍的Line模块。
Vector表面看起来Arrow一样，也是一个单箭头直线，它们的主要区别在于：
Arrow需要设置起点和终点，而Vector只要设置终点，它的的起点固定为坐标系原点。

带箭头直线系列的模块位于manim中的Mobject之下。
1. 主要参数

Arrow模块的主要参数有：
参数名称类型说明startPoint3D起点endPoint3D终点stroke_widthfloat箭头的粗细bufffloat箭头的长短max_tip_length_to_length_ratiofloat箭头大小与线的粗细的比例，此值越大，箭头相对于线越大max_stroke_width_to_length_ratiofloat线的粗细与箭头大小的比例，此值越大，线相对于箭头线越粗tip_shapeVMobject箭头的类型，本质就是一个几何对象其中，start和end参数继承自Line模块。
DoubleArrow模块的参数与Arrow基本一致，只是它两头都有箭头。
Vector模块的主要参数有：
参数名称类型说明directionPoint2D/Point3D向量的方向，相当于终点Vector模块只需要设置终点，也就是direction。其他参数可以参考Arrow模块。
模块LabeledArrow可以在箭头直线上加一个便签，用于添加额外的说明信息。
参数名称类型说明labelstr标签中文字，可支持数学公式label_positionfloat标签位置，默认在直线正中间font_sizefloat标签字体大小label_colorColor标签颜色label_framebool是否显示标签背景frame_fill_colorColor标签背景颜色frame_fill_opacityfloat标签背景透明度2. 主要方法

Arrow模块的主要方法有：
名称说明get_default_tip_length获取箭头的长度get_normal_vector获取向量的法线reset_normal_vector重置向量的法线scale缩放向量DoubleArrow和LabeledArrow的方法和Arrow一样。
Vector除了上面Arrow的方法，还有一个自己特有的方法：
名称说明coordinate_label基于向量的坐标显示向量的值比如：

1. class ArrowExample(Scene):
2.     def construct(self):
3.         vec_1 = Vector([1, 3])
4.         vec_2 = Vector([-2, -2])
5.         label_1 = vec_1.coordinate_label(color=BLUE)
6.         label_2 = vec_2.coordinate_label(color=YELLOW)
8.         self.add(vec_1, vec_2, label_1, label_2)

复制代码

3. 使用示例

3.1. 箭头和线的比例

通过buff，max_stroke_width_to_length_ratio和max_tip_length_to_length_ratio参数，
可以调整箭头和直线的比例，使之符合不同动画场景的需要。

1. # buff
2. vg = VGroup()
3. for buff in np.arange(0, 2, 0.5):
4.     vg.add(
5.         Arrow(
6.             buff=buff,
7.             start=2 * LEFT,
8.             end=2 * RIGHT,
9.         )
10.     )
12. vg.arrange(DOWN)
13. vg.move_to(2.5 * LEFT)
14. self.play(Create(vg), run_time=run_time)
16. # max_stroke_width_to_length_ratio
17. vg = VGroup()
18. for i in np.arange(0, 5, 1):
19.     vg.add(
20.         Arrow(
21.             max_stroke_width_to_length_ratio=i,
22.         ),
23.     )
25. vg.arrange(DOWN)
26. self.play(Create(vg), run_time=run_time)
28. # max_tip_length_to_length_ratio
29. vg = VGroup()
30. for i in np.arange(0, 0.3, 0.06):
31.     vg.add(
32.         Arrow(
33.             max_tip_length_to_length_ratio=i,
34.         ),
35.     )

复制代码

3.2. 箭头的样式

箭头的样式不仅仅只有三角形，manim中内置了多种不同的箭头样式。

1. Arrow(
2.     start=2 * LEFT,
3.     end=2 * RIGHT,
4.     tip_shape=ArrowCircleFilledTip,
5. )
6. Arrow(
7.     start=2 * LEFT,
8.     end=2 * RIGHT,
9.     tip_shape=ArrowCircleTip,
10. )
11. Arrow(
12.     start=2 * LEFT,
13.     end=2 * RIGHT,
14.     tip_shape=ArrowSquareFilledTip,
15. )
16. Arrow(
17.     start=2 * LEFT,
18.     end=2 * RIGHT,
19.     tip_shape=ArrowSquareTip,
20. )
21. Arrow(
22.     start=2 * LEFT,
23.     end=2 * RIGHT,
24.     tip_shape=ArrowTriangleFilledTip,
25. )
26. Arrow(
27.     start=2 * LEFT,
28.     end=2 * RIGHT,
29.     tip_shape=ArrowTriangleTip,
30. )
31. Arrow(
32.     start=2 * LEFT,
33.     end=2 * RIGHT,
34.     tip_shape=StealthTip,
35. )

复制代码

3.3. 向量的样式

向量是一种特殊的带箭头直线，它的起点默认在坐标原点。
其他的属性也可以和上面带箭头的一样进行设置。

1. vec1 = Vector([1, 1], color=BLUE)
3. vec2 = Vector(
4.     [-2, 1],
5.     color=RED,
6.     tip_shape=ArrowSquareTip,
7. )
8. label2 = vec2.coordinate_label(color=RED)
10. vec3 = Vector([2, -1.5], color=GREEN)

复制代码

3.4. 带标签的箭头

最后，带箭头的直线和普通的直线一样，也可以添加标签信息，用于对直线进行说明。

1. LabeledArrow(
2.     label="y=kx+b",
3.     font_size=25,
4.     start=start,
5.     end=end,
6. )
7. LabeledArrow(
8.     label=txt1,
9.     start=start,
10.     end=end,
11. )
12. LabeledArrow(
13.     label="z=\sqrt{x^2+y^2}",
14.     font_size=25,
15.     start=start,
16.     end=end,
17.     label_color=RED,
18.     label_frame=False,
19. )
20. LabeledArrow(
21.     label=txt2,
22.     start=start,
23.     end=end,
24.     frame_fill_color=GREEN,
25.     frame_fill_opacity=0.8,
26. )

复制代码

4. 附件

文中完整的代码放在网盘中了（arrow.py），
下载地址: 完整代码 (访问密码: 6872)

来源:https://www.cnblogs.com/wang_yb/p/18392446
免责声明：由于采集信息均来自互联网，如果侵犯了您的权益，请联系我们【E-Mail:cb@itdo.tech】 我们会及时删除侵权内容，谢谢合作！