manim บทที่ ๑: บทนำ
เขียนเมื่อ 2021/03/12 00:01
แก้ไขล่าสุด 2022/02/02 20:56
manim คืออะไร ใช้ทำอะไรได้
manim เป็นมอดูลของไพธอนที่เอาไว้ใช้ทำภาพเคลื่อนไหวโดยเน้นไปที่การอธิบายสมการหรือภาพทางคณิตศาสตร์ เช่นวาดรูปร่างต่างๆพร้อมใส่สมการอธิบายประกอบรวมถึงวาดกราฟ ทั้งหมดถูกออกแบบมาให้แสดงการเคลื่อนไหวได้สะดวก และทำได้ทั้งในสองมิติและสามมิติ
โดยภาพรวมแล้วโค้ด manim นั้นเขียนง่ายกะทัดรัด เขียนแค่สั้นๆไม่ซับซ้อนมากก็สามารถสร้างภาพเคลื่อนไหวสวยๆออกมาได้แล้ว
ภาพที่สร้างขึ้นมานี้อาจทำเป็นวีดีโอไว้อัปลง youtube หรือ facebook หรือนำไปใส่ลงในสไลด์ ppt เวลานำเสนองานหรือสอนหนังสือ หรือทำเป็นภาพ gif แปะลงในเว็บ ฯลฯ
เว็บหลักอธิบายการใช้งานของ manim >> https://3b1b.github.io/manim/index.html
หน้าหลักของ manim ใน github >> https://github.com/3b1b/manim
สำหรับตัวอย่างภาพที่สร้างจาก manim พร้อมโค้ดประกอบสามารถเข้าไปดูได้ที่ >> manim example scenes
วิธีการติดตั้ง
การติดตั้งทำได้ง่ายโดยใช้ pip
pip install manim
นอกจากนี้แล้วยังต้องมีการติดตั้ง OpenGL (ตัวสร้างภาพ) FFmpeg (ตัวเขียน mp4) รวมถึงตัวเขียน LaTeX ไว้ในเครื่องด้วย ซึ่งรายละเอียดจะไม่กล่าวถึงในนี้
หลังติดตั้งเสร็จลองรันคำสั่ง manimgl ในคอมมานด์ไลน์
manimgl
หากรันแล้วมีหน้าต่างสีดำแบบนี้ปรากฏขึ้นโดยไม่มีปัญหาอะไรก็แสดงว่าการติดตั้งเรียบร้อย
(ภาพนี้เป็นใน mac แต่ถ้าเป็นใน windows ลักษณะหน้าต่างก็จะต่างออกไป)
เริ่มต้นการใช้งาน
เพื่อแสดงการใช้งาน ขอเริ่มจากยกตัวอย่าง โดยให้ทำการสร้างไฟล์ kumo.py สั้นๆง่ายๆขึ้นมาดังนี้
import manimlib as mnm
class Kumodesuga(mnm.Scene):
def construct(self):
text = mnm.Text('แมงมุมแล้วไง\n\nข้องใจเหรอคะ?',size=2.5,color='#dad1e2')
self.play(mnm.Write(text),run_time=2)จากนั้นก็ไปที่คอมมานด์ไลน์ พิมพ์คำสั่ง manimgl ตามด้วยชื่อไฟล์
manimgl kumo.py
แล้วก็จะปรากฏหน้าต่างที่มีภาพเคลื่อนไหวที่แสดงการเขียนข้อความแบบนี้ออกมา
กรอบที่ปรากฏจะมีขนาดเท่ากับค่าตั้งต้น เป็นจอขนาดเล็ก 640×360
(อย่างไรก็ตาม ภาพที่แสดงเป็นตัวอย่างในหน้านี้ได้จากการทำเป็น gif และได้ย่อส่วนลงเป็น 480×270 เพื่อให้แสดงผลง่ายและประหยัดพื้นที่)
ขนาดหน้าจอสามารถคลิกลากเพื่อยืดหดได้ตามที่ต้องการ แต่สัดส่วนของภาพก็จะเปลี่ยนไปตามสัดส่วนหน้าต่างด้วย
หากกด q หรือ esc ก็จะเป็นการปิดหน้าต่างลง
ไฟล์ .py ที่ใช้รันในคำสั่ง manimgl นี้จะต้องประกอบด้วยส่วนนิยามคลาสที่รับทอดจากคลาส Scene โดยตั้งชื่อคลาสเป็นอะไรก็ได้ตามที่ต้องการ (ในตัวอย่างนี้ตั้งเป็น Kumodesuga)
และภายในส่วนนิยามคลาสนั้นจะต้องมีเขียนนิยามเมธอด construct ซึ่งจะเป็นตัวกำหนดเนื้อหารายละเอียดของภาพที่ต้องการสร้าง
ตัวอย่างนี้อธิบายคร่าวๆง่ายๆก็คือสร้างออบเจ็กต์ข้อความ text (จากคลาส Text) โดยกำหนดขนาด size=2.5 สี color='#dad1e2' จากนั้นใช้เมธอด self.play() เพื่อเขียน text ตัวนี้โดยใช้ Write และกำหนดเวลาการเคลื่อนไหวเป็น run_time=2 คือ ๒ วินาที
สำหรับฟังก์ชันและเมธอดและคลาสต่างๆที่เขียนอยู่ในโค้ดตัวอย่างนี้จะอธิบายรายละเอียดในบทถัดๆไป แต่จากตัวอย่างนี้ก็จะเห็นได้ว่าแค่เขียนสั้นๆเท่านี้ก็ได้ภาพเคลื่อนไหวออกมาแล้ว เป็นมอดูลที่ใช้งานง่ายและสะดวกมากทีเดียว
ส่วนรายละเอียดของคำสั่ง manimgl นั้นจะอธิบายในบทที่ ๒
หมายเหตุข้อควรระวัง
หากไปดูตัวอย่างในเว็บไซต์หลักของ manim จะเห็นว่าเขาใช้วิธีการ import * แบบนี้
from manimlib import *แต่วิธีการ import * นั้นไม่ใช่วิธีที่ที่ดีนัก ที่จริงนักเขียนไพธอนจำนวนมากเลี่ยงการใช้วิธีนี้เพราะทำให้โค้ดเข้าใจยาก และทำให้เกิดความยุ่งยากมากขึ้นในการ debug
ดังนั้นในที่นี้จะใช้การ import as แบบนี้แทน
import manimlib as mnmโดยข้อแตกต่างก็คือจะทำให้ทุกฟังก์ชันหรือคลาสของ manim ต้องเติม mnm. นำหน้า
เช่นถ้าไปดูตัวอย่างที่เว็บหลักจะเห็นว่า Scene, Text, Write ที่ใช้ในตัวอย่างนั้นเขาเขียนลงไปตรงๆแบบนี้
Scene
Text
Writeแต่ในบทเรียนนี้จะขอเขียนแบบนี้ทั้งหมด
mnm.Scene
mnm.Text
mnm.Writeโดยมี mnm. นำหน้า ซึ่งข้อดีคือทำให้แยกแยะได้ว่าออบเจ็กต์พวกนี้มาจากมอดูล manim ลดปัญหาความสับสน
ดังนั้นหากนำโค้ดมาจากเว็บหลัก จะต้องทำการเติม mnm. ลงด้านหน้าออบเจ็กต์ต่างๆจากมอดูล manim ทั้งหมด ไม่เช่นนั้นจะเกิดข้อผิดพลาดได้
นอกจากนี้ manim ยังมีความเปลี่ยนแปลงไปมากเมื่ออัปเวอร์ชันใหม่ ทำให้หากดูตัวอย่างเวอร์ชันเก่าๆจะเห็นว่าโค้ดที่เขียนมีความต่างออกไปพอสมควร เช่นในส่วน import จะถูกเขียนเป็นแบบนี้
from manimlib.imports import *แต่ในเวอร์ชันปัจจุบัน .imports ถูกยกเลิกไปแล้ว จากที่เดิมเขียนเป็น manimlib.imports ก็จะเหลือแค่เป็น manimlib เฉยๆ ดังนั้นหากเอาโค้ดจากพวกตัวอย่างเก่าๆก็จำเป็นต้องปรับแก้ตามนั้นด้วย
และยังเรื่องที่ว่าในตัวอย่างเก่าอาจมีการใช้คลาส TextMobject และ TexMobject ซึ่งปัจจุบันเลิกใช้และเปลี่ยนมาเป็น TexText กับ Tex แทน เป็นต้น
นอกจากนี้ยังมีความเปลี่ยนแปลงอีกมากมายหลายจุดที่ทำให้โค้ดของเวอร์ชันเก่าๆใช้งานในเวอร์ชันปัจจุบันโดยตรงไม่ได้ จำเป็นต้องแก้ให้เข้ากับเวอร์ชันใหม่ ดังนั้นตรงจุดนี้ก็ต้องระวังด้วยเช่นกัน หากศึกษาโค้ดจากเว็บที่เขียนไว้ตั้งแต่เวอร์ชันเก่า
อ่านบทถัดไป >> บทที่ ๒