
在制作数学动画时,我们经常需要突出显示公式中的某一部分。
比如勾股定理 $ a^2 + b^2 = c^2 $,我们可能想把 $ a^2 $ 标成黄色,$ b^2 $ 标成绿色,$ c^2 $ 标成红色,以便观众可以直观地理解对应关系。
在 ManimCE 中,实现这一目标主要有两种思路:“Manim 原生拆分法” 和 “LaTeX 原生着色法”。
今天我们就结合代码,聊聊这两种方法怎么用,以及什么时候该用哪一种。
1. 方法一:Manim 原生拆分法
这是 Manim 中最常用、也是最灵活的方法。它的核心思想是:在创建公式时,将公式拆分成多个字符串片段,每个片段成为一个独立的对象。
1.1. 代码演示
from manim import *
class LatexColor(Scene):
def construct(self):
# 1. 将公式拆分成多个字符串参数
# 这样 MathTex 会把它们视为独立的子对象
tex01 = MathTex("a^2", "+", "b^2", "=", "c^2")
# 2. 通过索引访问各个部分并设置颜色
# tex01[0] 对应 "a^2"
# tex01[2] 对应 "b^2"
# tex01[4] 对应 "c^2"
tex01[0].set_color(YELLOW)
tex01[2].set_color(GREEN)
tex01[4].set_color(RED)
self.play(Write(tex01))
self.wait()

1.2. 原理解析
当你写 MathTex("a^2", "+", "b^2", "=", "c^2") 时,Manim 实际上创建了一个包含 5 个子对象的组(VGroup)。
tex01[0]是 $ a^2 $tex01[1]是 $ + $tex01[2]是 $ b^2 $- …以此类推。
因为它们是独立的对象,你不仅可以改颜色,还可以单独让它们移动、缩放或单独播放写入动画。
1.3. 优缺点
- 优点:后续动画控制极其方便。你可以让 $ a^2 $ 先出现,再加号出现,再 $ b^2 $ 出现。
- 缺点:如果公式非常复杂,拆分字符串会很麻烦,而且需要数索引(比如第 3 部分到底是哪个符号),容易数错。
2. 方法二:LaTeX 原生着色法
如果你熟悉 LaTeX,你可能知道 LaTeX 本身支持颜色命令 \color{}。
Manim 也支持这种方式,但需要额外配置一下模板。
2.1. 代码演示
from manim import *
class LatexColor(Scene):
def construct(self):
# 1. 创建自定义模板
my_template = TexTemplate()
# 2. 添加 xcolor 宏包支持(Manim 默认不全包含所有 LaTeX 包)
my_template.add_to_preamble(r"\usepackage{xcolor}")
# 3. 在公式字符串内部直接使用 LaTeX 颜色命令
tex02 = MathTex(
r"{\color{yellow} a^2} + {\color{green} b^2} = {\color{red} c^2}",
tex_template=my_template,
)
# 为了对比,把它放在第一个公式下方
tex02.next_to(self.mobjects[0], DOWN)
self.play(Write(tex02))
self.wait()

2.2. 原理解析
这里我们自定义了一个 TexTemplate,并在导言区(preamble)加入了 \usepackage{xcolor},这是因为 Manim 默认的 LaTeX 环境为了编译速度,并没有加载所有宏包。
然后在 MathTex 的字符串里,我们直接用 LaTeX 语法 {\color{yellow} 内容} 来指定颜色。
2.3. 优缺点
- 优点:符合
LaTeX书写习惯,对于复杂的嵌套公式(比如分数内部着色),这种方式写起来更直观,不需要拆分字符串。 - 缺点:颜色是“画”在公式上的。虽然
Manim也能识别部分子对象,但相比方法一,它对各个颜色块的控制力较弱。 - 如果你想让黄色的 $ a^2 $ 单独飞入,可能会遇到麻烦。
3. 总结:我该选哪一种?
作为初学者,面对这两种方法可能会纠结。这里有一个简单的决策指南:
| 场景 | 推荐方法 | 理由 |
|---|---|---|
| 需要分步动画 | 方法一 (拆分法) | 你需要控制每个部分单独出现、移动或高亮,拆分法能让每个部分成为独立对象。 |
| 公式复杂且静态 | 方法二 (LaTeX 法) | 比如一个巨大的分式,只想给分子的一部分上色,拆分字符串太痛苦,直接用 LaTeX 命令更快捷。 |
| 初学者练习 | 方法一 (拆分法) | 更能帮助你理解 Manim 的“对象化”思维,方便后续调试。 |
完整参考代码
为了方便大家练习,我将上述两种方法合并在一个完整的场景中,你可以直接复制运行:
from manim import *
class LatexColor(Scene):
def construct(self):
# --- 方法一:Manim 拆分设置颜色 ---
tex01 = MathTex("a^2", "+", "b^2", "=", "c^2")
tex01[0].set_color(YELLOW)
tex01[2].set_color(GREEN)
tex01[4].set_color(RED)
self.play(Write(tex01))
# --- 方法二:LaTeX 原生颜色设置 ---
my_template = TexTemplate()
my_template.add_to_preamble(r"\usepackage{xcolor}")
tex02 = MathTex(
r"{\color{yellow} a^2} + {\color{green} b^2} = {\color{red} c^2}",
tex_template=my_template,
).next_to(tex01, DOWN)
self.play(Write(tex02))
self.wait()
希望这篇教程能帮你更好地给公式“穿上彩衣”!
如果在实践中遇到索引对不上或者颜色不显示的问题,欢迎随时交流。
文章摘自:https://www.cnblogs.com/wang_yb/p/19906147
