相信很多人都知道3Blue1Brown,这是一个由斯坦福大学的数学系学生Grant Sanderson 创建的YouTube 频道。该频道从独特的视觉角度解说高等数学,内容包括线性代数、微积分、神经网络、黎曼猜想、傅里叶变换以及四元数等等。
本人通过该视频频道获得了很多启发,同时也对其精良的视频制作技术产生了浓厚的兴趣。
偶然的机会,得知其在Github上有专门开设了一个动画制作引擎:manim。
所以,突然想尝试用一下该基于Python的可视化引擎,如果可以实现功能,以后就可以根据自己的需要利用该引擎进行动画演示。
网上找了一些相关的文章,有的写得很好,但是因为该开源代码库更新频繁,所以以前的配置教程往往会有过时的情况。现在最新的版本是基于Python 3的,以前的基于Python 2.7的教程已经不再适用于当前代码。所以在安装过程中,遇到了不少新问题,在解决的过程中记录了这些新问题的解决方法。并形成此文。(测试于2019年6月)
在配置前首先得安装Python 3,这个安装过程在此处不再赘述。建议通过Anaconda进行安装,而不是直接安装Python。这里的演示也是基于Windows 10 系统,在安装Anaconda的基础上完成的。Anaconda的下载地址为:
https://www.anaconda.com/distribution/#download-section 建议选择安装Python 3.7 version,具体安装步骤网上有很多。
除此之外,还要下载:
右击“我的电脑”图标-"属性"-左边的"高级系统设置"
选择"环境变量"-"用户变量"中的"Path"-"编辑"-"新建"。
然后把解压后的FFmpeg的bin文件夹的路径添加进去,并选择确定。然后进行环境测试,看各个依赖环境是否都配置妥当(注意:按照个人安装的实际路径进行添加,图中只是一个参考)。
具体方法是:右击"Anaconda Prompt"-"更多"-"以管理员身份运行"
这一步很重要,因为如果不以管理员身份运行很可能带来权限不够的情况,妨碍后期的各个程序包的安装。
在命令行中分别输入下列命令,并回车运行(注意并不需要版本号完全与下面图中所示的完全一致,因为随着时间推移会有版本的更新):
python --version
latex --version
xelatex --version
ffmpeg -version
如果都有类似于上面的版本提示,则说明依赖的软件安装成功,否则,回去检查安装或用户路径的添加是否正确。
打开前面下载并解压后的 manim 文件夹,该文件夹的路径就称为 manim的根目录(注意,由于manim的更新,文件夹中的内容可能会和下图中所示的有些许不一致,但可以放心这些细微的差别一般不会影响后面使用),在该根目录中新建一个空白文件夹“media”,并在该根目录中新建一个名字为“MEDIA_DIR.txt”的.txt文件。
打开"MEDIA_DIR.txt",输入刚刚新建的"media"文件夹所在的路径并保存,注意最后的“”别漏了。
回到 Anaconda Prompt 中,输入:
cd <manim 的根目录>
该命令的意思是:跳转 (cd, Change Directory) 到 manim 的根目录中(注意:按照个人安装的实际路径进行跳转,图中只是一个参考)。
然后输入(手机上如果看不到此处的全部代码,请在代码处左右滑动或在电脑上打开该文章):
python -m pip install -r requirements.txt
这个安装过程中常见的问题是“pycairo”这个包安装异常。
解决方法是先输入并运行:
conda install vs2015_runtime
然后再单独安装“pycairo”这个包,输入并运行:
conda install pycairo
现在,基本的东西都安装好了。尝试着运行一下测试命令:
python -m manim example_scenes.py SquareToCircle -pl
在运行的时候可能会有形如:ModuleNotFoundError: No module named <pack name>的错误提示,这说明还缺少程序包。请运行命令(注意:<pack name>改为对应缺失的程序包的名字,命令中不含括号或引号):
pip install <pack name>
一个特例是readline包,如果提示“ModuleNotFoundError: No module named 'readline'”,则需要输入的是:
pip install pyreadline
安装好提示缺少的包后再输入并运行:
python -m manim example_scenes.py SquareToCircle -pl
缺什么程序包就按照上面的方法添加该程序包,直到命令可以通过:
此时打开media文件夹将找到生成的视频,表示的是正方形变成圆形的动画演示:
同理,输入命令:
python -m manim example_scenes.py WarpSquare -pl
得到一个向复平面映射的动画:
输入命令:
python -m manim example_scenes.py WriteStuff -pl
此过程中会提示安装一些程序包,为了加快编译进度,可以点击去掉那个复选框的勾选,默认安装所有需要的程序包。得到的是具有3b1b经典风格的文字动画。
注释:如果生成文字的过程当中出现 .svg 文件无法生成的情况,以管理员模式分别运行一下几条命令之后再运行上述命令(如果没有出现错误则不必运行,主要原因是 Miktex 会自动安装最新版本的 dvisvgm 导致版本冲突,为了避免冲突,最好不要单独安装 dvisvgm):
输入命令:
python -m manim example_scenes.py UpdatersExample -pl
将得到一个数据随图形位置变化的动画:
是不是手痒了?23333。
如果安装成功,感谢点赞支持,如果配置遇到什么问题,欢迎在评论区留言~
<本教程仅针对Windows 10 64位系统>
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