Manim实现闪光轨迹特效

在动画制作中，轨迹特效常常用于增强视觉效果，而带有闪光效果的轨迹更是能够吸引观众的注意力。
本文将介绍如何使用Manim动画库实现闪光轨迹特效。
1. 实现原理

下面的GlowingTracedPath类参考了Manim中的TracePath类，增加了闪光和渐变色的效果。

1. class GlowingTracedPath(VMobject):
2.     def __init__(
3.         self,
4.         traced_point_func: Callable,
5.         stroke_width: float = 2,
6.         stroke_color: ParsableManimColor | None = WHITE,
7.         dissipating_time: float | None = None,
8.         gradient_colors: list[ParsableManimColor] | None = None,  #
9.         glow_speed: int = 2,
10.         **kwargs,
11.     ):
12.         """
13.         构造函数
15.         Parameters:
16.             traced_point_func - 回调函数，用于获取被追踪点的当前位置
17.             stroke_width - 轨迹的宽度，默认为 2
18.             stroke_color - 轨迹的基本颜色，默认为白色
19.             dissipating_time - 轨迹的消散时间
20.             gradient_colors - 颜色渐变列表
21.             glow_speed - 闪光速度，控制轨迹闪光效果的快慢
22.             **kwargs - 用于传递额外的关键字参数到父类VMobject的构造函数中
23.         """
24.         super().__init__(
25.             stroke_color=stroke_color,
26.             stroke_width=stroke_width,
27.             **kwargs,
28.         )
29.         self.glow_speed = glow_speed
31.         if not gradient_colors is None:
32.             self.set_color_by_gradient(gradient_colors)
34.         self.set_stroke(opacity=0.2)
36.         self.traced_point_func = traced_point_func
37.         self.dissipating_time = dissipating_time
38.         self.time = 1
40.         self.add_updater(self.update_path)
42.     def update_path(self, mob, dt):
43.         # 更新轨迹中的点
44.         new_point = self.traced_point_func()
45.         if not self.has_points():
46.             self.start_new_path(new_point)
48.         self.time += dt
49.         t = self.time * self.glow_speed  # 控制脉冲速度
50.         intensity = 0.25 * np.sin(t) + 0.75  # 0.5-1之间波动
51.         # 动态调整透明度
52.         self.set_stroke(
53.             opacity=intensity,  # 透明度波动
54.         )
56.         self.add_line_to(new_point)
57.         # 轨迹消散
58.         if self.dissipating_time:
59.             if self.time - 1 > self.dissipating_time:
60.                 nppcc = self.n_points_per_curve
61.                 self.set_points(self.points[nppcc:])

复制代码

初始化函数(__init__)的参数，代码中已经有详细的注释，不再赘述。
至于更新轨迹的update_path方法，它的关键逻辑有：

• 获取新点：通过traced_point_func获取被追踪点的当前位置，并将其添加到轨迹的末尾
  
• 动态调整透明度：使用正弦函数np.sin生成一个在0.5到1之间波动的强度值intensity，并通过set_stroke方法动态调整轨迹的透明度，从而实现闪烁效果
  
• 轨迹消散：如果设置了dissipating_time参数，当轨迹的持续时间超过该值时，会移除轨迹的起始部分，使轨迹逐渐消失
  

此外，GlowingTracedPath类还会通过set_color_by_gradient方法为轨迹设置颜色渐变效果。
2. 使用示例

接下来我们通过几个示例来看看如何使用这个特效。
2.1. 渐变色轨迹

基于上面我们实现的GlowingTracedPath类，实现一个渐变色的轨迹非常简单。

1. a = Dot(RIGHT * 2)
2. b = GlowingTracedPath(
3.     a.get_center,
4.     gradient_colors=[BLUE, RED, YELLOW],
5. )
6. self.add(a, b)
7. self.play(a.animate(path_arc=PI / 2).shift(LEFT * 2), run_time=2)
8. self.play(a.animate(path_arc=-PI / 2).shift(LEFT * 2), run_time=2)

复制代码

代码中，轨迹b追踪点a的位置，形成一个由参数gradient_colors指定的渐变色轨迹。

2.2. 轨迹逐渐消失

上面的示例中，轨迹不会消失，通过参数dissipating_time，可以指定轨迹存在的时间（单位：秒）。

1. b = GlowingTracedPath(
2.     a.get_center,
3.     gradient_colors=[BLUE, RED, YELLOW],
4.     dissipating_time=0.5,
5. )

复制代码

将轨迹b的dissipating_time设置为0.5，也就是新产生的轨迹会在0.5秒后逐渐消失。

2.3. 轨迹闪烁

最后，来看看轨迹的闪光效果，下面的通过设置两种不同的glow_speed（闪烁的速度），
来比较不同速度下的闪烁效果。

1. a1 = Dot()
2. a2 = Dot()
3. b1 = GlowingTracedPath(
4.     a1.get_center,
5.     gradient_colors=[BLUE, RED, YELLOW],
6.     glow_speed=8,
7. )
8. b2 = GlowingTracedPath(
9.     a2.get_center,
10.     gradient_colors=[BLUE, RED, YELLOW],
11.     glow_speed=16,
12. )
13. self.add(a1, b1, a2, b2)
15. heart1 = ImplicitFunction(
16.     lambda x, y: (x**2 + y**2 - 1) ** 3 - x**2 * y**3,
17.     color=PINK,
18.     x_range=[-1.5, 1.5],
19.     y_range=[-1.2, 1.8],
20. ).shift(LEFT * 1.5)
21. heart2 = ImplicitFunction(
22.     lambda x, y: (x**2 + y**2 - 1) ** 3 - x**2 * y**3,
23.     color=PINK,
24.     x_range=[-1.5, 1.5],
25.     y_range=[-1.2, 1.8],
26. ).shift(RIGHT * 1.5)
28. self.play(MoveAlongPath(a1, heart1), MoveAlongPath(a2, heart2), run_time=4)

复制代码

左边的心形glow_speed=8，右边的心形glow_speed=16，所以右边的闪烁速度会快一些。
3. 总结

通过GlowingTracedPath类，我们可以轻松地在Manim中实现带有闪光效果的轨迹。
这个类通过动态调整透明度和颜色渐变，结合轨迹的实时更新，创造出了引人注目的视觉效果。
无论是用于数学动画还是其他创意项目，这种特效都能为你的作品增添独特的魅力。

来源：程序园用户自行投稿发布，如果侵权，请联系站长删除
免责声明：如果侵犯了您的权益，请联系站长，我们会及时删除侵权内容，谢谢合作！