基本形状¶

Manim 的内置几何形状都在 manim.mobject.geometry 包中（arc、boolean_ops、labeled、line、polygram、shape_matchers、tips 七个子模块）。本节覆盖最常用的成员：圆与椭圆、矩形家族、多边形家族、折线图形，以及凸包与镂空。

Circle¶

Circle(radius=None, color=ManimColor('#FC6255'), **kwargs) 官方文档 ↗

Circle 是最常用的形状：按半径生成的正圆，默认描边、无填充，默认颜色是 Manim 标志性的红色 #FC6255。

Circle(radius: float | None = None, color: ParsableManimColor = "#FC6255", **kwargs)

name	type	default	desc
`radius`	float \| None	None	半径；None 时取 1
`color`	ParsableManimColor	#FC6255	颜色，传给 `Arc`
`kwargs`	—	—	转发给 `Arc` / `VMobject`，如 `stroke_width`、`fill_opacity`

与 Ellipse 的对比：

维度	Circle	Ellipse
继承	Circle → Arc → TipableVMobject	Ellipse → Circle → ...
尺寸参数	`radius`	`width=2`、`height=1`
关系	正圆	构造一个单位圆后拉伸得到

Circle(radius=1.2) 与 Ellipse(width=3.0, height=1.4)：椭圆等价于把圆在两个方向上独立拉伸。

查看源码 circle_ellipse.py

from manim import *


class CircleEllipseDemo(Scene):
    def construct(self):
        circle = Circle(radius=1.2)
        ellipse = Ellipse(width=3.0, height=1.4, color=YELLOW)
        group = VGroup(circle, ellipse).arrange(RIGHT, buff=0.8)
        self.play(FadeIn(group))
        self.play(ellipse.animate.set_fill(YELLOW, 0.3))
        self.wait(0.5)

常见错误

Circle(width=3) 是不存在的参数——圆只有 radius。想要宽高可独立设置的椭圆请用 Ellipse（它的参数是 width / height，不是 radius）。

Ellipse¶

Ellipse(width=2, height=1, **kwargs) 官方文档 ↗

Ellipse 是 Circle 的子类：先按 Circle 构造单位圆，再分别 stretch_to_fit_width / stretch_to_fit_height 拉伸。参数表与示例见上方 Circle 一节的对比与演示。

Square¶

Square(side_length=2.0, **kwargs) 官方文档 ↗

Square 是边长相等的特殊矩形：它把 side_length 同时作为宽和高传给 Rectangle。

Square(side_length: float = 2.0, **kwargs)

矩形家族三兄弟对比：

维度	Square	Rectangle	RoundedRectangle
专属参数	`side_length=2.0`	`width=4.0, height=2.0, grid_xstep, grid_ystep`	`corner_radius=0.5`（支持列表逐角指定）
外形	正方形	矩形，可画内部网格线	圆角矩形
继承	三者依次：Square → Rectangle → Polygon → Polygram

Rectangle 的 grid_xstep / grid_ystep 会在内部画出等距网格线；RoundedRectangle 的 corner_radius 传列表时按角分别指定圆角大小。

上排：Square / Rectangle / RoundedRectangle；下排：grid_xstep=grid_ystep=0.8 画出的网格矩形。

查看源码 rect_family.py

from manim import *


class RectFamilyDemo(Scene):
    def construct(self):
        square = Square(side_length=1.8, color=BLUE)
        rect = Rectangle(width=3.2, height=1.6, color=GREEN)
        rounded = RoundedRectangle(
            corner_radius=0.4, width=3.2, height=1.6, color=RED
        )
        group = VGroup(square, rect, rounded).arrange(RIGHT, buff=0.5)
        self.play(FadeIn(group))
        grid = Rectangle(width=3.2, height=1.6, grid_xstep=0.8, grid_ystep=0.8)
        grid.next_to(group, DOWN, buff=0.5)
        self.play(FadeIn(grid))
        self.wait(0.5)

常见错误

Square(3, 4) 想画长方形是行不通的——Square 只接受一个边长参数。长方形请用 Rectangle(width=4, height=3)。

Rectangle¶

Rectangle(color=ManimColor('#FFFFFF'), height=2.0, width=4.0, grid_xstep=None, grid_ystep=None, mark_paths_closed=True, close_new_points=True, **kwargs) 官方文档 ↗

Rectangle 是两组对边平行的四边形，默认 4×2 的白色描边框。参数 grid_xstep / grid_ystep 可在内部生成网格线。完整参数表与示例见上方 Square 一节的家族对比与演示。

RoundedRectangle¶

RoundedRectangle(corner_radius=0.5, **kwargs) 官方文档 ↗

RoundedRectangle 在 Rectangle 基础上把四个角替换为圆弧，corner_radius 控制圆角大小（也接受逐角列表）。参数与示例见 Square 一节。

Polygon¶

Polygon(*vertices, **kwargs) 官方文档 ↗

Polygon 是按顶点顺序连接并闭合的多边形，顶点数量任意（≥3）。它继承自 Polygram，但只允许一组顶点，语义上是“一条闭合回路”。

Polygon(*vertices: Point3DLike, **kwargs)

name	type	default	desc
`*vertices`	Point3DLike	—	至少 3 个顶点，按顺序相连并首尾闭合
`kwargs`	—	—	转发给 `Polygram`，如 `color`、`fill_opacity`

常用方法：get_vertices() 返回构造时传入的顶点数组，便于再做计算。

多边形家族对比：

维度	Polygon	RegularPolygon	Triangle
参数	`*vertices`（任意顶点）	`n=6`（边数）	无专属参数
形状	任意简单多边形	n 边正多边形	等边三角形
顶点方向	—	偶数 n 从 0° 起，奇数 n 从 90° 起（顶点朝上）	一个顶点朝上

左：手写顶点的任意三角形；中：RegularPolygon(n=6)（偶数边，平顶朝右）；右：Triangle()（三边，顶点朝上）。

查看源码 polygon_family.py

from manim import *


class PolygonDemo(Scene):
    def construct(self):
        poly = Polygon([-1.5, -1, 0], [0, 1.2, 0], [1.5, -1, 0], color=BLUE)
        reg = RegularPolygon(n=6, color=GREEN)
        tri = Triangle(color=YELLOW)
        group = VGroup(poly, reg, tri).arrange(RIGHT, buff=0.7)
        self.play(FadeIn(group))
        self.play(poly.animate.set_fill(BLUE, 0.4))
        self.wait(0.5)

RegularPolygon¶

RegularPolygon(n=6, **kwargs) 官方文档 ↗

RegularPolygon 是 n 边正多边形，本质是 RegularPolygram 取 density=1。默认边数 6。参数与示例见 Polygon 一节。

Triangle¶

Triangle(**kwargs) 官方文档 ↗

Triangle 是无参构造的等边三角形（RegularPolygon(n=3)），一个顶点朝上。参数与示例见 Polygon 一节。

Polygram¶

Polygram(*vertex_groups, color=ManimColor('#58C4DD'), **kwargs) 官方文档 ↗

Polygram 是广义多边形：接受多组顶点，每组各自闭合，允许画出互不相连的边（例如蝴蝶结、分离的岛）。

Polygram(*vertex_groups: Point3DLike_Array, color: ParsableManimColor = "#58C4DD", **kwargs)

name	type	default	desc
`*vertex_groups`	Point3DLike 数组	—	每组顶点一个闭合折线，组与组之间不连接
`color`	ParsableManimColor	#58C4DD	默认颜色
`kwargs`	—	—	转发给 `VMobject`

折线图形家族对比：

维度	Polygram	RegularPolygram	Star
参数	`*vertex_groups`	`num_vertices`、`density=2`、`radius=1`、`start_angle=None`	`n=5`、`outer_radius=1`、`inner_radius=None`、`density=2`、`start_angle=TAU/4`
顶点排布	手写，可多组	正多边形顶点，按 Schläfli 符号 `{p/d}` 连接	内外半径交替，无交叉线
典型产物	蝴蝶结、分离轮廓	五角星形 {5/2}、六芒星 {6/2}	实心五角星

RegularPolygram 的 density 表示“每隔几个顶点连一条线”：{5/2} 是五角星，{6/2} 因 6 与 2 不互质而化为两个叠加的三角形（六芒星）。Star 的 inner_radius 不指定时按 density 自动计算，使星形比例匀称。

左：Polygram 两组顶点画出的蝴蝶结；中：RegularPolygram(num_vertices=6, density=2) 六芒星；右：Star(n=5, fill_opacity=0.5)。

查看源码 polygram_star.py

from manim import *


class PolygramDemo(Scene):
    def construct(self):
        bowtie = Polygram(
            [[-1.2, 0, 0], [-0.4, 0.8, 0], [0.4, -0.8, 0]],
            [[-0.4, -0.8, 0], [0.4, 0.8, 0], [1.2, 0, 0]],
            color=BLUE,
        )
        hexagram = RegularPolygram(num_vertices=6, density=2, color=GREEN)
        star = Star(n=5, color=YELLOW, fill_opacity=0.5)
        group = VGroup(bowtie, hexagram, star).arrange(RIGHT, buff=0.8)
        self.play(FadeIn(group))
        self.play(star.animate.rotate(PI))
        self.wait(0.5)

RegularPolygram¶

RegularPolygram(num_vertices, density=2, radius=1, start_angle=None, **kwargs) 官方文档 ↗

RegularPolygram 按顶点数与密度生成规则折线图形（Schläfli 符号 {num_vertices/density}）。参数与示例见 Polygram 一节的家族对比与演示。

Star¶

Star(n=5, outer_radius=1, inner_radius=None, density=2, start_angle=1.5707963267948966, **kwargs) 官方文档 ↗

Star 是特殊的 Polygon：内外半径交替取顶点，画出没有交叉线的 n 角星，默认五角星且一个角朝上。参数与示例见 Polygram 一节。

ConvexHull¶

ConvexHull(*points, tolerance=1e-05, **kwargs) 官方文档 ↗

ConvexHull 接收一堆无序点，用 quickhull 算法求出它们的凸包多边形——包住所有点的最小凸形状。

ConvexHull(*points: Point3DLike, tolerance: float = 1e-5, **kwargs)

name	type	default	desc
`*points`	Point3DLike	—	参与计算的点（至少 3 个不共线的点）
`tolerance`	float	1e-5	quickhull 算法的容差

与 Cutout 的对比——二者都“基于已有形状生成新形状”，但方向相反：

维度	ConvexHull	Cutout
输入	点集	一个主形状 + 若干洞形状
输出	包住所有点的凸多边形	主形状被挖洞后的轮廓
继承	Polygram	VMobject

上方：4 个散点的 ConvexHull 外包多边形；下方：Cutout(Square, Circle) 方块被圆挖去一块。

查看源码 hull_cutout.py

from manim import *


class HullCutoutDemo(Scene):
    def construct(self):
        dots_pos = [
            LEFT * 1.4 + UP,
            RIGHT * 1.4 + UP * 0.9,
            RIGHT + DOWN,
            LEFT * 1.2 + DOWN * 1.1,
        ]
        dots = VGroup(*[Dot(p, radius=0.06, color=YELLOW) for p in dots_pos])
        hull = ConvexHull(*dots_pos, color=BLUE)
        self.play(FadeIn(dots), Create(hull))
        self.play(hull.animate.set_fill(BLUE, 0.2))
        cut = Cutout(
            Square(side_length=2.6),
            Circle(radius=0.7).shift(0.4 * RIGHT),
            color=RED,
            fill_opacity=0.6,
        )
        cut.next_to(VGroup(dots, hull), DOWN, buff=0.6)
        self.play(FadeIn(cut))
        self.wait(0.5)

常见错误

ConvexHull 只接受点（坐标三元组），传 mobject 会按坐标数组处理并可能报错或得到奇怪结果；请先取 mob.get_center() 等坐标再传入。

Cutout¶

Cutout(main_shape, *mobjects, **kwargs) 官方文档 ↗

Cutout 在一个主形状上挖出若干洞：把洞形状的环绕方向反转后拼接进主形状的点序列，利用环绕方向差异让填充在洞区域“镂空”。

Cutout(main_shape: VMobject, *mobjects: VMobject, **kwargs)

name	type	default	desc
`main_shape`	VMobject	—	被挖洞的主形状（必填）
`*mobjects`	VMobject	—	要挖掉的洞形状，可多个
`kwargs`	—	—	转发给 `VMobject`，如 `color`、`fill_opacity`

常见错误

Cutout 只影响填充：洞内的描边不会被挖掉，主形状的外轮廓线仍然完整。需要真正删除路径请使用布尔运算章节（Union / Difference / Intersection / Exclusion）。

基本形状¶

Circle¶

Ellipse¶

Square¶

Rectangle¶

RoundedRectangle¶

Polygon¶

RegularPolygon¶

Triangle¶

Polygram¶

RegularPolygram¶

Star¶

ConvexHull¶

Cutout¶

自测¶

下一步¶