manim边学边做--局部缩放的场景类

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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集中在场景的某个特定部分。
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。
本文将详细介绍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分的细节。
这种设计特别适用于以下场景：

• 数学公式推导：在展示复杂的数学公式时，可以使用ZoomedScene对公式中的关键部分进行放大，帮助观众更好地理解
  
• 科学实验演示：在展示微观现象（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。
  
• 工程设计展示：对于复杂的机械结构或电路设计，ZoomedScene可以帮助观众聚焦于关键部件
  
• 教育动画：在教学视频中，通过局部缩放，可以更有效地引导学生关注重点内容
  

1.1. 主要参数

ZoomedScene的主要参数有：
参数名称类型说明camera_classclass用于定义场景的相机类，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缩放相机的配置参数，例如背景透明度和边框宽度zoomed_camera_image_mobject_configdict缩放相机图像的配置参数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. 主要方法

ZoomedScene的主要方法有：
名称说明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

为了更好地理解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。
在讲解复杂的公式时，可以使用这个功能来突出显示其中的正在讲解的参数。
formula = MathTex("e^{i\\pi} + 1 = 0").scale(2)self.add(formula)self.activate_zooming(animate=True)self.wait()self.play(self.get_zoom_in_animation(run_time=2))
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。
circle = Circle().shift(LEFT)d1 = Dot(circle.get_center(), radius=0.1, color=RED)square = Square(color=BLUE).shift(RIGHT)d2 = Dot(square.get_center(), radius=0.1, color=BLUE)self.add(circle, square, d1, d2)self.activate_zooming(animate=True)# 动态切换缩放目标f = self.zoomed_camera.frameself.play(f.animate.move_to(circle))self.play(self.get_zoom_in_animation())self.play(f.animate.move_to(square))self.play(self.get_zoom_in_animation())
2.3. 切换不同的部分

这个示例演示逐步放大图中不同节点的过程。
nodes = VGroup(    Dot(color=GREEN),    Dot(color=YELLOW),    Dot(color=BLUE),).arrange(RIGHT, buff=2)self.add(nodes)self.activate_zooming(animate=True)f = self.zoomed_camera.frame# 多阶段缩放展示self.play(f.animate.move_to(nodes[0]))self.play(self.get_zoom_in_animation())self.play(f.animate.move_to(nodes[1]))
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（zoom.py），
下载地址: 完整代码 (访问密码: 6872)