当前位置：首页 > news >正文

Manim实现波浪形文字特效

news 2025/9/30 12:31:21

本文将介绍如何使用Manim实现波浪形文字特效，通过自定义动画类让文字产生波浪般的动态效果。

1. 实现原理

波浪形文字特效的核心是通过自定义Animation类，对文本对象中的每个字符应用不同的位置偏移，从而形成波浪效果。

下面我们来分析具体实现：

1.1. 自定义Animation类

class WaveText(Animation):"""波浪形文字特效动画类"""def __init__(self, text_mobject, amplitude=0.2, frequency=2, phase=0, direction=UP, **kwargs):# 保存参数self.amplitude = amplitudeself.frequency = frequencyself.phase = phaseself.direction = direction# 获取文本对象中的所有子对象（每个字符）self.chars = text_mobject.submobjects# 记录每个字符的原始位置self.original_positions = [char.get_center() for char in self.chars]super().__init__(text_mobject, **kwargs)

在WaveText类的初始化方法中，我们做了以下几件事：

保存动画参数：振幅（amplitude）、频率（frequency）、初始相位（phase）和波动方向（direction）
获取文本对象中的所有子对象（每个字符）
记录每个字符的原始位置，以便后续计算偏移量
调用父类的初始化方法

1.2. 实现interpolate_mobject方法

    def interpolate_mobject(self, alpha):"""在动画过程中更新文本对象"""# 计算当前时间相位current_phase = self.phase + alpha * TAU * self.frequency# 更新每个字符的位置for i, char in enumerate(self.chars):# 获取字符原始位置original_pos = self.original_positions[i]# 计算波浪偏移量char_phase = 3 * original_pos[0]offset = self.amplitude * np.sin(char_phase + current_phase)# 计算新位置new_pos = original_pos + offset * self.direction# 更新字符位置char.move_to(new_pos)

interpolate_mobject方法是实现动画效果的关键，它在动画的每一帧都会被调用：

alpha参数表示动画进度，范围从0到1
计算当前时间的相位，结合alpha和frequency参数控制波浪的周期
对每个字符应用不同的位置偏移，偏移量使用正弦函数计算
字符的x坐标用于创建不同的相位，使每个字符有不同的波动
最后，将计算得到的新位置应用到每个字符上

2. 使用示例

代码中提供了三个不同的场景示例，展示了波浪文字特效的各种用法：

2.1. 完整示例

class Example01(Scene):"""波浪文字特效完整示例场景"""def construct(self):# 创建多个文本对象，展示不同参数的效果text1 = Text("Hello Manim!", font_size=40).shift(UP * 2)text2 = Text("Large Amplitude", font_size=40).shift(UP * 0.5)text3 = Text("High Frequency", font_size=40).shift(DOWN * 0.5)text4 = Text("Horizontal Wave", font_size=40).shift(DOWN * 2)# 为每个文本创建不同参数的波浪动画wave_anim1 = WaveText(text1, amplitude=0.3, frequency=2, run_time=3, rate_func=linear)wave_anim2 = WaveText(text2, amplitude=0.5, frequency=1, run_time=3, rate_func=linear)wave_anim3 = WaveText(text3, amplitude=0.1, frequency=5, run_time=3, rate_func=linear)wave_anim4 = WaveText(text4, amplitude=0.3, frequency=3, direction=RIGHT, run_time=3, rate_func=linear)# 显示所有文本并同时播放动画self.play(FadeIn(text1), FadeIn(text2), FadeIn(text3), FadeIn(text4))self.play(wave_anim1, wave_anim2, wave_anim3, wave_anim4)self.wait()

这个示例展示了如何同时应用不同参数的波浪效果到多个文本对象上，包括不同的振幅、频率和方向。

2.2. 中文文本示例

class Example02(Scene):"""中文波浪文字特效简单示例场景"""def construct(self):# 创建中文文本text = Text("数学动画框架", font_size=60)# 显示文本并应用波浪动画self.play(Write(text))self.wait()# 应用垂直波浪效果wave_animation = WaveText(text, amplitude=0.2, frequency=2, run_time=2, rate_func=linear)self.play(wave_animation)self.wait()# 应用水平波浪效果wave_animation2 = WaveText(text, amplitude=0.4, frequency=1, direction=RIGHT, run_time=2, rate_func=linear)self.play(wave_animation2)self.wait()

这个示例展示了波浪特效在中文文本上的应用，先应用垂直方向的波浪，然后应用水平方向的波浪。

2.3. 数学公式示例

class Example03(Scene):"""数学公式文字特效简单示例场景"""def construct(self):# 创建数学公式文本text = MathTex("E", "=", "m", "c", "^2", font_size=60)# 显示公式并应用波浪动画self.play(Write(text))self.wait()# 应用垂直波浪效果wave_animation = WaveText(text, amplitude=0.2, frequency=2, run_time=2, rate_func=linear)self.play(wave_animation)self.wait()# 应用水平波浪效果wave_animation2 = WaveText(text, amplitude=0.4, frequency=1, direction=RIGHT, run_time=2, rate_func=linear)self.play(wave_animation2)self.wait()

这个示例展示了波浪特效在数学公式（使用MathTex创建）上的应用，同样分别应用了垂直和水平方向的波浪效果。