manim边做边学--球体

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Sphere类用于创建三维球体对象，它提供了丰富的参数和方法来定制球体的外观和行为。
球体在制作三维动画时，具有广泛的应用场景。
比如：

• 展示几何概念：通过创建不同大小、颜色和透明度的球体，可以直观地展示几何中的体积、表面积等概念
  
• 物理模拟：在模拟物理现象（如重力、碰撞等）时，可以使用Sphere类来代表球体物体
  
• 天文模拟：在展示天文现象（如行星运动、星系结构等）时，Sphere类可以用于创建星球、恒星等天体模型
  

1. 主要参数

Sphere类的主要参数包括：
参数名称类型说明centerPoint3D球体的中心位置radiusfloat球体的半径resolutionint球体的细分程度。这个参数通常用于控制球体表面网格的密度或光滑程度。u_range[float]定义了球体在u方向上的参数化范围v_range[float]定义了球体在v方向上的参数化范围resolution参数设置较大时，会生成更精细、更光滑的球体表面，但也会增加计算量和内存使用。
2. 使用示例

Sphere类的使用比较简单，下面的示例重点展示其参数的不同使用方式。
2.1. 基本球体

这个示例创建了一个位于原点、半径为1的基本球体。

1. s = Sphere(radius=1)

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2.2. 位置和颜色

在这个示例中，创建了一个球体，并对其位置和颜色进行了自定义。
球心放置在三维空间中的特定点（2, -1, 1），并且球体被填充为红色。

1. s = Sphere(
2.     radius=1.5,
3.     center=np.array([2, -1, 1]),
4. )
5. s.set_color(RED)

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2.3. 分辨率和透明度

此示例展示了如何调整球体的分辨率和透明度。
通过增加分辨率，球体表面看起来更加光滑；通过设置透明度，让球体呈现出透明效果，使得其后的物体或背景部分可见。

1. # 高分辨率，透明度高
2. s1 = Sphere(
3.     radius=0.5,
4.     resolution=(32, 32),
5.     center=np.array([-1, -1, 1]),
6.     fill_opacity=0.2,
7. )
8. s1.set_color(BLUE)
10. # 中分辨率，中等透明度
11. s2 = Sphere(
12.     radius=0.5,
13.     resolution=(8, 8),
14.     fill_opacity=0.6,
15. )
16. s2.set_color(YELLOW)
18. # 低分辨率，不透明
19. s3 = Sphere(
20.     radius=0.5,
21.     resolution=(4, 4),
22.     center=np.array([1, 1, -1]),
23.     fill_opacity=1,
24. )
25. s3.set_color(RED)

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2.4. 球体动画

在这个示例中，不仅创建了一个球体，还为其添加了一系列动画效果。
球体首先以淡入效果出现，然后移动到三维空间中的另一个位置，接着绕一个轴旋转，最后进行缩放。

1. s = Sphere(
2.     radius=1,
3.     center=np.array([1, 0, -1]),
4. )
5. self.play(FadeIn(s))
6. self.play(s.animate.move_to(np.array([-1.5, -1, 1])))
7. self.play(s.animate.rotate(PI / 2, axis=OUT))
8. self.play(s.animate.scale(1.5))

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3. 附件

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

来源:https://www.cnblogs.com/wang_yb/p/18552084
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