manim边学边做--形状匹配

manim中有几个特殊的用于形状匹配的对象，它们的作用是标记和注释已有的对象，本身一般不单独使用。

形状匹配对象一共有4种：

1. BackgroundRectangle：为已有的对象提供一个矩形的背景
2. Cross：用交叉线标记已有对象
3. SurroundingRectangle：用矩形框围住某个对象
4. Underline：为某个对象添加一条下划线

形状匹配的作用就是在动画中突出标记一些对象，便于更好的表达动画中的内容。

1. 主要参数

BackgroundRectangle的主要参数有：

参数名称	类型	说明
mobject	Mobject	被添加背景的对象
color	Color	背景的颜色
stroke_width	float	背景边框的粗细程度
stroke_opacity	float	背景边框的透明度
fill_opacity	float	背景的透明度
buff	float	背景的大小，buff越大，背景的范围越大

背景默认是没有边框的，通过stroke_width参数添加边框。

Cross的主要参数有：

参数名称	类型	说明
mobject	Mobject	被添加交叉标记的对象
stroke_color	Color	交叉线的颜色
stroke_width	float	交叉线的粗细程度
scale_factor	float	交叉线的长度

SurroundingRectangle的主要参数有：

参数名称	类型	说明
mobject	Mobject	矩形框所维的对象
color	Color	矩形框的颜色
buff	float	矩形框与其中内容之间的间隔
corner_radius	float	矩形框尖角的曲率

Underline的主要参数有：

参数名称	类型	说明
mobject	Mobject	添加下划线的对象
buff	float	下划线与对象之间的间隔

2. 使用示例

形状匹配的对象总体来看都比较简单，它们的多用在一些辅助显示其他主要对象的场景中。

下面通过一些示例看看它们的作用。

2.1. 矩形背景示例

manim中的动画默认是黑色背景的，可以通过BackgroundRectangle给某个对象添加一个其他颜色的矩形背景。

用来突出显示或着重表现某个对象。

# 红色背景
c = Circle()
BackgroundRectangle(c, color=RED)

# 红色背景+透明度0.2
c = Circle()
BackgroundRectangle(c, color=RED, fill_opacity=0.2)

# 背景加边框
c = Circle()
BackgroundRectangle(
    c,
    color=RED,
    fill_opacity=0.2,
    stroke_width=1,
    stroke_opacity=1,
)

# 背景旋转
c = Circle()
b = BackgroundRectangle(
    c,
    color=RED,
    fill_opacity=0.2,
).rotate(PI / 4)

2.2. 交叉标记示例

交叉标记的交点就是被标记对象的中心，标记的颜色，粗细和长短都可以调整。

# 标记的颜色
c1 = Circle(color=GREEN)
Cross(c1, stroke_color=RED)

c2 = Circle(color=YELLOW)
Cross(c2, stroke_color=BLUE)

c3 = Circle(color=BLUE)
Cross(c3, stroke_color=GREEN)

# 标记的粗细
c1 = Circle(color=GREEN)
Cross(c1, stroke_width=2)

c2 = Circle(color=YELLOW)
Cross(c2, stroke_width=5)

c3 = Circle(color=BLUE)
Cross(c3, stroke_width=10)

# 标记的长短
c1 = Circle(color=GREEN)
Cross(c1, scale_factor=0.5)

c2 = Circle(color=YELLOW)
Cross(c2, scale_factor=1)

c3 = Circle(color=BLUE)
Cross(c3, scale_factor=2)

2.3. 矩形边框示例

矩形边框一般用来突出显示某些文字，边框的尖角和与文字的间距都可以调整。

# 边框的间隔
fu1 = Text("福")
SurroundingRectangle(fu1, buff=0.1)

fu2 = Text("福")
SurroundingRectangle(fu2, buff=0.3)

fu3 = Text("福")
SurroundingRectangle(fu3, buff=0.6)

# 边框的圆角
fu1 = Text("福")
SurroundingRectangle(fu1, corner_radius=0.1)

fu2 = Text("福")
SurroundingRectangle(fu2, corner_radius=0.3)

fu3 = Text("福")
SurroundingRectangle(fu3, corner_radius=0.8)

2.4. 下划线示例

下划线是最简单的一种标记，不仅仅是中英文字，它也可以加在公式和图形的下面。

# 文字的下划线
t1 = Text("English")
Underline(t1, color=GREEN)

t2 = Text("中文")
Underline(t2, color=BLUE)

t3 = Tex("$a^2+b^2=c^2$")
Underline(t3, color=YELLOW)

# 图形的下划线
t1 = Square(side_length=1)
Underline(t1, color=GREEN)

t2 = Circle(radius=0.5)
Underline(t2, color=BLUE)

t3 = Star(outer_radius=0.6)
Underline(t3, color=YELLOW)

3. 附件

文中完整的代码放在网盘中了（shape_matcher.py），

下载地址: 完整代码 (访问密码: 6872)