在动画制作中，尤其是数学和科学可视化领域，有时我们需要将观众的注意力集中在场景的某个特定部分。
Manim提供了一个强大的工具 ZoomedScene，它允许我们在场景中创建一个独立的缩放视图，从而实现对局部细节的深入展示。
本文将详细介绍ZoomedScene的作用、参数、方法，并通过实际示例展示其强大功能。
1. ZoomedScene概要
ZoomedScene是Manim中一个专门用于局部缩放的场景类。
其核心功能是允许我们在主场景中创建一个独立的"缩放窗口"，通过这个窗口，可以清晰地展示场景中某个部分的细节。
这种设计特别适用于以下场景：
- 数学公式推导 ：在展示复杂的数学公式时，可以使用
ZoomedScene对公式中的关键部分进行放大，帮助观众更好地理解 - 科学实验演示：在展示微观现象（如细胞结构、分子运动）时，通过缩放功能，可以让观众更直观地观察细节。
- 工程设计展示 ：对于复杂的机械结构或电路设计，
ZoomedScene可以帮助观众聚焦于关键部件 - 教育动画：在教学视频中，通过局部缩放，可以更有效地引导学生关注重点内容
1.1. 主要参数
ZoomedScene的主要参数有：
| 参数名称 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
| camera_class | class | 用于定义场景的相机类，默认为MultiCamera。它决定了场景的渲染方式 |
| zoomed_display_height | float | 缩放窗口的高度，默认值为 3 |
| zoomed_display_width | float | 缩放窗口的宽度，默认值为 3 |
| zoomed_display_center | array | 缩放窗口的中心位置，默认为None，表示自动计算 |
| zoomed_display_corner | array | 缩放窗口在场景中的角落位置，默认为[1, 1, 0]，表示窗口位于右上角 |
| zoomed_display_corner_buff | float | 缩放窗口与角落的距离，默认值为 0.5 |
| zoomed_camera_config | dict | 缩放相机的配置参数，例如背景透明度和边框宽度 |
| zoomed_camera_image_mobject_config | dict | 缩放相机图像的配置参数 |
| zoomed_camera_frame_starting_position | array | 缩放相机的初始位置，默认为[0, 0, 0] |
| zoom_factor | float | 缩放比例，默认值为 0.15。它决定了缩放窗口与主场景的比例关系 |
| image_frame_stroke_width | float | 缩放窗口边框的宽度，默认值为3 |
| zoom_activated | bool | 是否激活缩放功能，默认为False |
1.2. 主要方法
ZoomedScene的主要方法有：
| 名称 | 说明 |
|---|---|
| activate_zooming | 激活缩放功能 |
| get_zoom_factor | 获取当前的缩放比例 |
| get_zoom_in_animation | 返回一个缩放动画 |
| get_zoomed_display_pop_out_animation | 返回缩放窗口弹出的动画 |
2. 使用示例
为了更好地理解ZoomedScene的功能，我们将通过四个实际示例展示其特点。
2.1. 公式的局部放大
视频中展示欧拉公式时，在另一个位置中展示公式的局部放大。
在讲解复杂的公式时，可以使用这个功能来突出显示其中的正在讲解的参数。
python
formula = MathTex("e^{i\\pi} + 1 = 0").scale(2)
self.add(formula)
self.activate_zooming(animate=True)
self.wait()
self.play(self.get_zoom_in_animation(run_time=2))
2.2. 不同图形的细节
这个示例交互式切换圆形 / 正方形的局部观察。
python
circle = Circle().shift(LEFT)
d1 = Dot(circle.get_center(), radius=0.1, color=RED)
square = Square(color=BLUE).shift(RIGHT)
d2 = Dot(square.get_center(), radius=0.1, color=BLUE)
self.add(circle, square, d1, d2)
self.activate_zooming(animate=True)
# 动态切换缩放目标
f = self.zoomed_camera.frame
self.play(f.animate.move_to(circle))
self.play(self.get_zoom_in_animation())
self.play(f.animate.move_to(square))
self.play(self.get_zoom_in_animation())
2.3. 切换不同的部分
这个示例演示逐步放大图中不同节点的过程。
python
nodes = VGroup(
Dot(color=GREEN),
Dot(color=YELLOW),
Dot(color=BLUE),
).arrange(RIGHT, buff=2)
self.add(nodes)
self.activate_zooming(animate=True)
f = self.zoomed_camera.frame
# 多阶段缩放展示
self.play(f.animate.move_to(nodes[0]))
self.play(self.get_zoom_in_animation())
self.play(f.animate.move_to(nodes[1]))
3. 附件
文中的代码只是关键部分的截取，完整的代码共享在网盘中（zoom.py），
下载地址: 完整代码 (访问密码: 6872)