帶箭頭的直線就是有方向的直線，既可以用來表示矢量，也可以用來標記某個關鍵位置。manim中提供了4種常用的帶箭頭的直線模塊： Arrow：單箭頭的直線 DoubleArrow：雙箭頭的直線 LabeledArrow：帶標簽的直線 Vector：向量 其中，DoubleArrow，LabeledArr ...
帶箭頭的直線就是有方向的直線，既可以用來表示矢量，也可以用來標記某個關鍵位置。manim中提供了4種常用的帶箭頭的直線模塊：
Arrow：單箭頭的直線DoubleArrow：雙箭頭的直線LabeledArrow：帶標簽的直線Vector：向量
其中，DoubleArrow，LabeledArrow和Vector都繼承自Arrow模塊，
而Arrow模塊繼承自上一次介紹的Line模塊。
Vector錶面看起來Arrow一樣，也是一個單箭頭直線，它們的主要區別在於：Arrow需要設置起點和終點，而Vector只要設置終點，它的的起點固定為坐標系原點。
帶箭頭直線系列的模塊位於manim中的Mobject之下。
1. 主要參數
Arrow模塊的主要參數有：
| 參數名稱 | 類型 | 說明 |
|---|---|---|
| start | Point3D | 起點 |
| end | Point3D | 終點 |
| stroke_width | float | 箭頭的粗細 |
| buff | float | 箭頭的長短 |
| max_tip_length_to_length_ratio | float | 箭頭大小與線的粗細的比例，此值越大，箭頭相對於線越大 |
| max_stroke_width_to_length_ratio | float | 線的粗細與箭頭大小的比例，此值越大，線相對於箭頭線越粗 |
| tip_shape | VMobject | 箭頭的類型，本質就是一個幾何對象 |
其中，start和end參數繼承自Line模塊。
DoubleArrow模塊的參數與Arrow基本一致，只是它兩頭都有箭頭。
Vector模塊的主要參數有：
| 參數名稱 | 類型 | 說明 |
|---|---|---|
| direction | Point2D/Point3D | 向量的方向，相當於終點 |
Vector模塊只需要設置終點，也就是direction。其他參數可以參考Arrow模塊。
模塊LabeledArrow可以在箭頭直線上加一個便簽，用於添加額外的說明信息。
| 參數名稱 | 類型 | 說明 |
|---|---|---|
| label | str | 標簽中文字，可支持數學公式 |
| label_position | float | 標簽位置，預設在直線正中間 |
| font_size | float | 標簽字體大小 |
| label_color | Color | 標簽顏色 |
| label_frame | bool | 是否顯示標簽背景 |
| frame_fill_color | Color | 標簽背景顏色 |
| frame_fill_opacity | float | 標簽背景透明度 |
2. 主要方法
Arrow模塊的主要方法有：
| 名稱 | 說明 |
|---|---|
| get_default_tip_length | 獲取箭頭的長度 |
| get_normal_vector | 獲取向量的法線 |
| reset_normal_vector | 重置向量的法線 |
| scale | 縮放向量 |
DoubleArrow和LabeledArrow的方法和Arrow一樣。
Vector除了上面Arrow的方法，還有一個自己特有的方法：
| 名稱 | 說明 |
|---|---|
| coordinate_label | 基於向量的坐標顯示向量的值 |
比如：
class ArrowExample(Scene):
def construct(self):
vec_1 = Vector([1, 3])
vec_2 = Vector([-2, -2])
label_1 = vec_1.coordinate_label(color=BLUE)
label_2 = vec_2.coordinate_label(color=YELLOW)
self.add(vec_1, vec_2, label_1, label_2)
3. 使用示例
3.1. 箭頭和線的比例
通過buff，max_stroke_width_to_length_ratio和max_tip_length_to_length_ratio參數，
可以調整箭頭和直線的比例，使之符合不同動畫場景的需要。
# buff
vg = VGroup()
for buff in np.arange(0, 2, 0.5):
vg.add(
Arrow(
buff=buff,
start=2 * LEFT,
end=2 * RIGHT,
)
)
vg.arrange(DOWN)
vg.move_to(2.5 * LEFT)
self.play(Create(vg), run_time=run_time)
# max_stroke_width_to_length_ratio
vg = VGroup()
for i in np.arange(0, 5, 1):
vg.add(
Arrow(
max_stroke_width_to_length_ratio=i,
),
)
vg.arrange(DOWN)
self.play(Create(vg), run_time=run_time)
# max_tip_length_to_length_ratio
vg = VGroup()
for i in np.arange(0, 0.3, 0.06):
vg.add(
Arrow(
max_tip_length_to_length_ratio=i,
),
)
3.2. 箭頭的樣式
箭頭的樣式不僅僅只有三角形，manim中內置了多種不同的箭頭樣式。
Arrow(
start=2 * LEFT,
end=2 * RIGHT,
tip_shape=ArrowCircleFilledTip,
)
Arrow(
start=2 * LEFT,
end=2 * RIGHT,
tip_shape=ArrowCircleTip,
)
Arrow(
start=2 * LEFT,
end=2 * RIGHT,
tip_shape=ArrowSquareFilledTip,
)
Arrow(
start=2 * LEFT,
end=2 * RIGHT,
tip_shape=ArrowSquareTip,
)
Arrow(
start=2 * LEFT,
end=2 * RIGHT,
tip_shape=ArrowTriangleFilledTip,
)
Arrow(
start=2 * LEFT,
end=2 * RIGHT,
tip_shape=ArrowTriangleTip,
)
Arrow(
start=2 * LEFT,
end=2 * RIGHT,
tip_shape=StealthTip,
)
3.3. 向量的樣式
向量是一種特殊的帶箭頭直線，它的起點預設在坐標原點。
其他的屬性也可以和上面帶箭頭的一樣進行設置。
vec1 = Vector([1, 1], color=BLUE)
vec2 = Vector(
[-2, 1],
color=RED,
tip_shape=ArrowSquareTip,
)
label2 = vec2.coordinate_label(color=RED)
vec3 = Vector([2, -1.5], color=GREEN)
3.4. 帶標簽的箭頭
最後，帶箭頭的直線和普通的直線一樣，也可以添加標簽信息，用於對直線進行說明。
LabeledArrow(
label="y=kx+b",
font_size=25,
start=start,
end=end,
)
LabeledArrow(
label=txt1,
start=start,
end=end,
)
LabeledArrow(
label="z=\sqrt{x^2+y^2}",
font_size=25,
start=start,
end=end,
label_color=RED,
label_frame=False,
)
LabeledArrow(
label=txt2,
start=start,
end=end,
frame_fill_color=GREEN,
frame_fill_opacity=0.8,
)
4. 附件
文中完整的代碼放在網盤中了（arrow.py），
下載地址: 完整代碼 (訪問密碼: 6872)
