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Manim中的Cone類：創(chuàng)建和操控錐形幾何對象

來源：好特整理　|　時間：2024-11-15 10:04:04 |　閱讀：167　|　標(biāo)簽： a 對象 One C 　 |　分享到：

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Cone是Manim中專門用于創(chuàng)建和操控錐形幾何對象的類。 Cone允許用戶定義錐體的底面半徑、高度、顏色、不透明度等屬性，并提供了一系列方法來操控這個錐體，如移動、縮放、旋轉(zhuǎn)等。通過這些屬性和方法，用戶可以靈活地創(chuàng)建出符合自己需求的錐形對象，并將其融入到動畫或演示中。 1. 主要參數(shù) Cone的

Cone 是 Manim 中專門用于創(chuàng)建和操控 錐形幾何對象 的類。

Cone 允許用戶定義錐體的底面半徑、高度、顏色、不透明度等屬性，并提供了一系列方法來操控這個錐體，如移動、縮放、旋轉(zhuǎn)等。

通過這些屬性和方法，用戶可以靈活地創(chuàng)建出符合自己需求的錐形對象，并將其融入到動畫或演示中。

主要參數(shù)

Cone 的主要參數(shù)有：

參數(shù)名稱	類型	說明
base_radius	float	圓錐底部的半徑
height	float	圓錐的高度，也就是圓錐從底面中心到頂點的垂直距離
direction	np.ndarray	圓錐的朝向
show_base	bool	是否顯示圓錐的底面
v_range	list[float]	圓錐縱向掃描的范圍，用于控制圓錐側(cè)面的縱向形狀
u_min	float	圓錐橫向掃描的最小角度，影響圓錐側(cè)面的橫向分布
checkerboard_colors	bool	是否使用棋盤格顏色模式，有助于在視覺上區(qū)分圓錐的不同部分

這些參數(shù)允許用戶靈活地創(chuàng)建和自定義圓錐體對象。

例如，通過調(diào)整 base_radius 和 height 參數(shù)，可以改變圓錐的大小和形狀；通過 direction 參數(shù)，可以控制圓錐的朝向；而 show_base 、 v_range 、 u_min 和 checkerboard_colors 參數(shù)則提供了對圓錐視覺表現(xiàn)的進一步定制。

主要方法

Cone 類有兩個自己特有的改變方向的方法：

名稱	說明
get_direction	用于獲取圓錐體的方向向量。這個方向向量通常是一個三維向量，表示圓錐體在空間中的朝向。
set_direction	用于設(shè)置圓錐體的方向向量。通過傳入一個新的三維向量，可以改變圓錐體在空間中的朝向。

使用示例

下面的示例將展示如何創(chuàng)建圓錐體對象、設(shè)置其參數(shù)、以及調(diào)用其方法來改變圓錐體的屬性或進行動畫。

基本的圓錐體

本示例展示了如何在 Manim 場景中創(chuàng)建一個基本的圓錐體。

圓錐體具有指定的底面半徑和高度，并且默認方向朝上。

# 創(chuàng)建一個底面半徑為1，高度為2的圓錐體，
# 方向朝上（默認方向）
cone = Cone(base_radius=1, height=2)

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自定義圓錐體

在此示例中，創(chuàng)建了一個圓錐體，并對其進行了自定義設(shè)置。

這包括設(shè)置圓錐體的 填充顏色 、 邊框顏色 、 邊框?qū)挾? ，以及將其移動到場景中的 特定位置 。

這樣，圓錐體不僅具有獨特的外觀，還位于用戶指定的位置。

# 創(chuàng)建一個底面半徑為1.5，高度為3的圓錐體，
# 設(shè)置填充顏色和邊框顏色
cone = Cone(
    base_radius=1.5,
    height=3,
    fill_color=RED,
    stroke_color=YELLOW,
    stroke_width=2,
)
# 將圓錐體移動到場景中的特定位置
cone.move_to(np.array([1, 1, 1]))

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旋轉(zhuǎn)和縮放

這個示例演示了如何為圓錐體添加動畫效果。

首先，創(chuàng)建了一個圓錐體，并隨后應(yīng)用了兩種動畫：旋轉(zhuǎn)和縮放。

圓錐體先繞y軸旋轉(zhuǎn)了一定角度，然后按比例放大。

# 創(chuàng)建一個底面半徑為1，高度為2的圓錐體
cone = Cone(
    base_radius=1,
    height=2,
    fill_color=BLUE,
)
# 將圓錐體添加到場景中
self.play(Create(cone))
# 創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)動畫，繞y軸旋轉(zhuǎn)90度
self.play(
    Rotate(
        cone,
        axis=Y_AXIS,
        angle=PI / 2,
    ),
)
# 創(chuàng)建縮放動畫，將圓錐體放大1.5倍
self.play(cone.animate.scale(1.5))

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復(fù)制和排列

此示例展示了如何復(fù)制圓錐體并將其排列成一行。

首先，創(chuàng)建了一個圓錐體作為模板，然后使用循環(huán)創(chuàng)建了多個該圓錐體的副本，并將它們稍微移動位置以排列成一行。

# 創(chuàng)建一個底面半徑為0.5，高度為1的圓錐體作為模板
cone_tpl = Cone(
    base_radius=0.5,
    height=1,
    fill_color=GREEN,
)
# 創(chuàng)建一個圓錐體數(shù)組，
# 每個圓錐體都是模板的復(fù)制，并稍微移動位置
cones = VGroup(
    *[cone_tpl.copy().move_to([i, 0, 0]) for i in range(5)]
)
# 將圓錐體數(shù)組添加到場景中
self.play(Create(cones))
# 整個圓錐體數(shù)組一起移動
self.play(cones.animate.shift(LEFT * 3))

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