Manim实现目标的移动和出现速度控制

本文主要是介绍Manim实现目标的移动和出现速度控制，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

一，介绍

缓动函数 自定义参数随时间变化的速率。现实生活中，物体并不是突然启动或者停止，当然也不可能一直保持匀速移动。就像我们打开抽屉的过程那样，刚开始拉的那一下动作很快，但是当抽屉被拉出来之后我们会不自觉的放慢动作。或是掉落在地板上的物体，一开始下降的速度很快，接着就会在地板上来回反弹直到停止。这个页面将帮助你选择正确

速率函数的选择，即动画的速度曲线。

接下啦看看非标准的速率函数有那些：

示例代码：

缓动函数（Easing Functions）是用于控制动画过程中对象变化速度的重要工具。它们决定了动画的速率变化，通常以曲线的形式表示。这些函数可以帮助创建更自然和流畅的动画效果。

二，标准缓动函数

线性（Linear）：动画的变化速度保持不变，适用于简单的动画。

示例代码：

from manim import *class RateFunctions1Example10(Scene):def construct(self):line1 = Line(3*LEFT, 3*RIGHT).shift(UP).set_color(RED)line2 = Line(3*LEFT, 3*RIGHT).set_color(GREEN)line3 = Line(3*LEFT, 3*RIGHT).shift(DOWN).set_color(BLUE)dot1 = Dot().move_to(line1.get_left())dot2 = Dot().move_to(line2.get_left())dot3 = Dot().move_to(line3.get_left())label1 = Tex("Linear").next_to(line1, RIGHT)label2 = Tex("Sigmoid").next_to(line2, RIGHT)label3 = Tex("Smooth").next_to(line3, RIGHT)self.play(FadeIn(VGroup(line1, line2, line3)),FadeIn(VGroup(dot1, dot2, dot3)),Write(VGroup(label1, label2, label3)),)self.play(MoveAlongPath(dot1, line1, rate_func=rate_functions.linear),MoveAlongPath(dot2, line2, rate_func=rate_functions.sigmoid),MoveAlongPath(dot3, line3, rate_func=rate_functions.smooth),run_time=10)self.wait()

二次方缓动（Quad）：

Ease In：开始慢，之后加速。
Ease Out：开始快，随后减速。
Ease In Out：开始和结束时慢，中间加速。

标准函数不会导出，因此要使用它们，您可以执行以下操作：

rate_func=rate_functions.ease_in_sine

另一方面，比较常用的非标准函数被导出，可以直接使用。

标准速率函数的示例代码：

from manim import *class RateFunctions1Example(Scene):def construct(self):self.camera.background_color =WHITEline1 = Line(3*LEFT, 3*RIGHT).shift(UP).set_color(RED)line2 = Line(3*LEFT, 3*RIGHT).set_color(GREEN)line3 = Line(3*LEFT, 3*RIGHT).shift(DOWN).set_color(BLUE)dot1 = Dot(color=BLACK,radius=0.12).move_to(line1.get_left())dot2 = Dot(color=BLACK,radius=0.12).move_to(line2.get_left())dot3 = Dot(color=BLACK,radius=0.12).move_to(line3.get_left())label1 = Tex("Ease In",color=BLACK).next_to(line1, RIGHT)label2 = Tex("Ease out",color=BLACK).next_to(line2, RIGHT)label3 = Tex("Ease In Out",color=BLACK).next_to(line3, RIGHT)self.play(FadeIn(VGroup(line1, line2, line3)),FadeIn(VGroup(dot1, dot2, dot3)),Write(VGroup(label1, label2, label3)),)self.play(MoveAlongPath(dot1, line1, rate_func=rate_functions.ease_in_sine),MoveAlongPath(dot2, line2, rate_func=rate_functions.ease_out_sine),MoveAlongPath(dot3, line3, rate_func=rate_functions.ease_in_out_sine),run_time=7)self.wait()

三次方缓动（Cubic）：

动画变化较二次方函数更为明显，同样分为Ease In、Ease Out和Ease In Out。
示例代码

from manim import *class RateFunctionsCubic(Scene):def construct(self):line1 = Line(3*LEFT, 3*RIGHT).shift(UP).set_color(RED)line2 = Line(3*LEFT, 3*RIGHT).set_color(GREEN)line3 = Line(3*LEFT, 3*RIGHT).shift(DOWN).set_color(BLUE)dot1 = Dot().move_to(line1.get_left())dot2 = Dot().move_to(line2.get_left())dot3 = Dot().move_to(line3.get_left())label1 = Tex("Ease In Cubic").next_to(line1, RIGHT)label2 = Tex("Ease out Cubic").next_to(line2, RIGHT)label3 = Tex("Ease In Out Cubic").next_to(line3, RIGHT,buff=0).scale(0.8)self.play(FadeIn(VGroup(line1, line2, line3)),FadeIn(VGroup(dot1, dot2, dot3)),Write(VGroup(label1, label2, label3)),)self.play(MoveAlongPath(dot1, line1, rate_func=rate_functions.ease_in_cubic),MoveAlongPath(dot2, line2, rate_func=rate_functions.ease_out_cubic),MoveAlongPath(dot3, line3, rate_func=rate_functions.ease_in_out_cubic),run_time=7)self.wait()

指数缓动（Exponential）：在动画的初始和结束阶段变化平滑，适合需要快速响应和缓冲的效果。

圆形缓动（Circular）：通过圆形路径来实现加速和减速，表现得更为柔和自然。

三，非标准缓动函数

非标准缓动函数通常是开发者自定义的，或是基于标准函数修改而来。它们能够更好地满足特定动画的需求，例如：

弹性缓动（Elastic）：动画像弹簧一样反复震荡，给人一种回弹的感觉。
回弹缓动（Back）：在结束前稍微向外突出一下，再回到目标位置，给人一种“回退”的感觉。
摩擦缓动（Bounce）：模拟弹跳效果，动画到达终点时会有多次回弹的动作。

示例代码：

from manim import *class RateFunctionsNOTlinear(Scene):def construct(self):line1 = Line(3*LEFT, 3*RIGHT).shift(UP).set_color(RED)line2 = Line(3*LEFT, 3*RIGHT).set_color(GREEN)line3 = Line(3*LEFT, 3*RIGHT).shift(DOWN).set_color(BLUE)dot1 = Dot().move_to(line1.get_left())dot2 = Dot().move_to(line2.get_left())dot3 = Dot().move_to(line3.get_left())label1 = Tex("Ease In Bounce").next_to(line1, RIGHT)label2 = Tex("Ease out Bounce").next_to(line2, RIGHT)label3 = Tex("Ease In Out Bounce").next_to(line3, RIGHT,buff=0).scale(0.8)self.play(FadeIn(VGroup(line1, line2, line3)),FadeIn(VGroup(dot1, dot2, dot3)),Write(VGroup(label1, label2, label3)),)self.play(MoveAlongPath(dot1, line1, rate_func=rate_functions.ease_in_bounce),MoveAlongPath(dot2, line2, rate_func=rate_functions.ease_out_bounce),MoveAlongPath(dot3, line3, rate_func=rate_functions.ease_in_out_bounce),run_time=7)self.wait()