前言

前言

在平常的学习、刷视频时，一些科普或算法视频中经常会看到一些非常炫酷的动画效果，例如：

一些复杂数学公式和数学图像：

又或者一些简单的数学推理或物理动画：

还有B站大佬编写的 dijkstra 算法和本文即将带大家实现的冒泡排序的演示动画

甚至还可以实现 3D 效果

更多的案例可以参考Manim 社区

那么类似的动画都是如何实现的那？借助开源库 Manim。

Manim 是一个用于创建精确程序化动画的引擎，特别适用于制作解释性数学视频，借助它，可以实现打造动起来的数学世界和物理世界，小时候枯燥的课本冷冰冰的公式可以变得活能活现，理解不通的算法题让它动起来，形象的告诉背后的原理。

Manim 构建演示视频的功能特别强大，生成的质量也特别高，唯一的缺点 Manim 程序需要借助 python 来进行实现，如果大家从未学过或很少使用 python，会存在一定的门槛。但是也不必慌，当下有 MarsCode、Cursor、Windsurf等诸多 AI 编程助手，只要会合理的运用AI编程助手，任何编程都阻挡不了我们，Manim 也一样。

在本文中：

带领大家使用 MarsCode 编写 Manim 案例，边生成代码，边学习收获实现一个冒泡排序的演示动画一起体验一下如何与 MarsCode 进行交互，以及遇到问题又该如何处理Manim 快速入门

首先带大家使用 MarsCode 编写一下 Manim 官方提供快速入门中的案例，初步的熟悉一下 Manim，同样也建立起对 MarsCode 使用的基本思路。使用编程助手切记要注意的事项：不要太粗暴的描述需求，要尽可能的细致，在最开始的时候，不知道如何写提示词，可以借助豆包啊、gpt来辅助生成。

快速入门中，案例演示了一个圆的绘制过程，在强调一下，使用 MarsCode 时，不要一次性输入太多信息，尽可能的描述清晰。在这个准则的基础上，输入：帮我绘制一个pink颜色，透明度为0.5的圆，展示绘制过程，使用manim程序进行实现。

可以使用 MarsCode 提供的命令行代码执行，也可以使用 Manim Slideview 插件提供的 run 图标，注意如果使用后者，需要在刚才的代码里面补充 scene 的绘制

from manim import *
class DrawCircle(Scene):
    def construct(self):
        # 创建一个圆
        circle = Circle(color=PINK, fill_opacity=0.5)
        # 将圆添加到场景中
        self.add(circle)
        self.wait(1)
# 需要补充
scene = DrawCircle()
scene.render()

上述生成的视频是没有达到要求的，没有体现出绘制过程，继续交互：没有体现出圆的绘制过程。

from manim import *
class DrawCircle(Scene):
    def construct(self):
        # 创建一个圆
        circle = Circle(color=PINK, fill_opacity=0.5)
        # 使用Create动画来展示圆的绘制过程
        self.play(Create(circle))
        self.wait(1)
scene = DrawCircle()
scene.render()

实现效果如下：

本着不学白不学的想法，继续想 MarsCode 输入指令：帮我解释一下所写代码。

增加动画的难度，继续交互：增加一些需求，最开始先绘制一个square，然后变换成pink圆，最后圆淡出。

from manim import *
class DrawCircle(Scene):
    def construct(self):
        # 创建一个正方形
        square = Square(color=BLUE, fill_opacity=0.5)
        self.add(square)
        self.wait(1)
        # 将正方形变换成圆
        circle = Circle(color=PINK, fill_opacity=0.5)
        self.play(Transform(square, circle))
        self.wait(1)
        # 圆淡出
        self.play(FadeOut(circle))
        self.wait(1)
scene = DrawCircle()
scene.render()

最后的圆是没有淡出，这会是什么问题那，没事，交给 MarsCode 来解决，这里顺便删除掉中间转换的等待：不需要中间的wait，并且圆没有淡出效果

from manim import *
class DrawCircle(Scene):
    def construct(self):
        # 创建一个正方形
        square = Square(color=BLUE, fill_opacity=0.5)
        self.add(square)
        # 将正方形变换成圆
        circle = Circle(color=PINK, fill_opacity=0.5)
        self.play(Transform(square, circle))
        # 圆淡出
        self.play(FadeOut(circle))
scene = DrawCircle()
scene.render()

可以看到，没能成功实现 circle 淡出。一般这种情形下，建议是可以尝试再次和 MarsCode 进行交互，如果依旧未达成需求，一种可能 MarsCode 陷入了自证循环，就得想办法略过这个话题；另一种可能是使用的专业名词有误。

这种情况下可以借助其他的大模型来辅助，当时借助了豆包模型（不小心删除了会话，找不到了），这个问题有点离谱，如果自己独立解决的话，需要一定的 Manim 基础，还好有豆包。

在官方文档中，有这样一段话，大意是：基于 transform 方法进行的变化，其实物体本质没变，只是属性变了。通俗讲，给 MarsCode 的提示词应该是 square 淡出。

from manim import *
class DrawCircle(Scene):
    def construct(self):
        # 创建一个正方形
        square = Square(color=BLUE, fill_opacity=0.5)
        self.add(square)
        # 将正方形变换成圆
        circle = Circle(color=PINK, fill_opacity=0.5)
        self.play(Transform(square, circle))
        # 正方形淡出
        self.play(FadeOut(square))
scene = DrawCircle()
scene.render()

比如后续又增加了 square 的旋转操作，类似的一步一步的写 MarsCode 提示词即可，最终获得的代码如下：

from manim import *
class DrawCircle(Scene):
    def construct(self):
        # 创建一个正方形
        square = Square(color=BLUE, fill_opacity=0.5)
        # 使用Create动画来展示正方形的绘制过程
        self.play(Create(square))
        # 旋转正方形
        self.play(Rotate(square, angle=PI/4))
        # 将正方形变换成圆
        circle = Circle(color=PINK, fill_opacity=0.5)
        self.play(Transform(square, circle))
        # 正方形淡出
        self.play(FadeOut(square))
        # 圆颜色渐变
        self.play(circle.animate.set_color(PINK))
scene = DrawCircle()
scene.render()

通过这部分快速入门案例的训练，大致可以总结出下面要点

冒泡排序演示动画准备过程

下面咱们来一起做一个复杂案例：冒泡排序演示动画，具体效果上面已经展示过了，冒泡排序演示动画的核心流程：

首先尽可能清晰的输入指令：

from manim import *
import random
class BubbleSort(Scene):
    def construct(self):
        # 生成随机数组
        arr = [random.randint(1, 20) for _ in range(10)]
        # 创建矩形并初始化位置
        rectangles = []
        for i, num in enumerate(arr):
            rect = Rectangle(width=0.5, height=num/10)
            rect.align_to(RIGHT, DOWN)
            rect.shift(LEFT * i)
            rectangles.append(rect)
        # 将矩形添加到场景中
        self.add(*rectangles)
        self.wait(1)
        # 冒泡排序
        for i in range(len(arr)):
            for j in range(0, len(arr) - i - 1):
                if arr[j] > arr[j + 1]:
                    arr[j], arr[j + 1] = arr[j + 1], arr[j]
                    rectangles[j].become(rectangles[j + 1])
                    rectangles[j + 1].become(rectangles[j])
                    self.wait(0.1)
        self.wait(2)
scene = BubbleSort()
scene.render()

当时运行出结果后，直接人就有点昏啊，后来总结来看，其实就是需求还是不够清晰，一次性输入了太多的要求，切描述的不够清晰。

没办法，自己生成的代码，再苦也要咽下去，想办法尝试是否有优化空间，于是进行了一系列交互

可以发现，矩形位置是偏移的，一个好的构图，核心内容应该处于中间，反复沟通了多轮，下面可以见证一下破防时刻(这还只是部分，太惨了)

这里的问题其实很明显，因为完全不懂 Manim，使用的提示词非常不专业，导致 Marscode 错误理解，由于记忆性上下文的存在，也就是已经先入为主了，AI 目前没有这种跳出能力，陷入了僵局。

那这时候怎么办呐？理智的想法就是借助其他大模型进行辅助。于是又借助了豆包模型：要确保创建的矩形位于页面中间，你可以在创建矩形后，将它们作为一个整体进行居中对齐。

MarsCode 进行如下修改，实现需求。

# 将矩形添加到场景中
rectangles_group = VGroup(*rectangles)
rectangles_group.arrange(RIGHT, aligned_edge=DOWN)
rectangles_group.move_to(ORIGIN)
self.add(rectangles_group)
self.wait(1)

实现到这里，冒泡排序基本工作就完成，下面进入核心的动画部分。

核心流程

元素的交换又踩了一个大坑，顺序进行了下面的交互，结果是一塌糊涂啊。

多次尝试依旧失败，那么解决方案就很单一了，help me，豆包。给豆包描述一下当前场景，豆包给出一个示例代码，喂给 Marscode。

def cyc_move(self,vm1,vm2):
    vm1.generate_target()
    vm1.target.next_to(vm2,ORIGIN,aligned_edge=DOWN)
    vm2.generate_target()
    vm2.target.next_to(vm1,ORIGIN,aligned_edge=DOWN)
    self.play(MoveToTarget(vm1),MoveToTarget(vm2))
    self.wait()

冒泡排序的核心功能就实现了，后续又做了一些样式调整，这里就不赘述了，贴一下最后的完整代码。

from manim import *
import random
class BubbleSort(Scene):
    def construct(self):
        # 生成随机数组
        arr = [random.randint(1, 20) for _ in range(10)]
        # 创建矩形并初始化位置
        rectangles = []
        colors = [BLUE, GREEN, RED, YELLOW, PURPLE]  # 定义一个颜色列表
        for i, num in enumerate(arr):
            # 为每个矩形赋予一个唯一的颜色
            color = colors[i % len(colors)]  # 循环使用颜色列表中的颜色
            rect = Rectangle(width=1, height=num/5, fill_color=color, fill_opacity=0.8)
            rect.align_to(RIGHT, DOWN)
            rect.shift(LEFT * i)
            # 将数组元素的值渲染到矩形的中心
            text = Text(str(num), font_size=24, color=WHITE)
            text.next_to(rect, DOWN, buff=0.1)
            rectangles.append(VGroup(rect, text))
        # 将矩形添加到场景中
        rectangles_group = VGroup(*rectangles)
        rectangles_group.arrange(RIGHT, aligned_edge=DOWN)
        rectangles_group.move_to(ORIGIN)
        self.add(rectangles_group)
        self.wait(1)
        # 冒泡排序
        for i in range(len(arr)):
            for j in range(0, len(arr) - i - 1):
                # 对正在比较的元素添加放大缩小的呼吸效果
                self.play(ApplyMethod(rectangles[j].scale, 1.2), ApplyMethod(rectangles[j + 1].scale, 1.2), run_time=0.3)
                self.play(ApplyMethod(rectangles[j].scale, 1/1.2), ApplyMethod(rectangles[j + 1].scale, 1/1.2), run_time=0.3)
                if arr[j] > arr[j + 1]:
                    self.wait(0.2)
                    arr[j], arr[j + 1] = arr[j + 1], arr[j]
                    # 交换矩形的位置，但不改变它们的颜色
                    rectangles[j], rectangles[j + 1] = rectangles[j + 1], rectangles[j]
                    self.wait(0.1)
                    # 交换矩形的显示位置，并保持在同一水平线上
                    self.cyc_move(rectangles[j], rectangles[j + 1])
        self.wait(2)
    def cyc_move(self, vm1, vm2):
        vm1.generate_target()
        vm1.target.next_to(vm2, ORIGIN, aligned_edge=DOWN)
        vm2.generate_target()
        vm2.target.next_to(vm1, ORIGIN, aligned_edge=DOWN)
        # 在移动过程中不再添加呼吸效果
        self.play(MoveToTarget(vm1), MoveToTarget(vm2), run_time=0.2)
# 这里不需要传入 Scene 实例
scene = BubbleSort()
scene.render()

选择排序与冒泡排序有一定的相似性，于是做一个尝试，是否此时可以顺遂的完成：根据上述的思路，你能为我写一个选择排序的演示动画吗

整体实现其实是对的，下面的动画看起来有点怪，因为当时在冒泡排序的时候，约定了比较元素呼吸的顺序，微调一下即可。

接着又尝试了一下插入排序，插入排序思想与冒泡差距很大，没有办法推理得出，得出的演示动画非常不符合预期。总体 MarsCode 的生成过程还是非常让人满意的，毕竟光给一句笼统的实现插入排序提示词有些过分简易。

总结

本文借助 MarsCode 生成 Manim 程序，完成了快速入门案例和冒泡/选择排序演示动画，文章完整的展示整体使用 Marscode 的一些方法和过程，有一些心得，下面粗略的总结一下：

借助 MarsCode，可以降低程序的实现难度，下一个想要尝试使用 MarsCode + 豆包实现一个小米 su7 的展示，使用 Threejs 知识实现，敬请期待。