NumberLine¶

数轴是坐标系家族的地基：Axes、NumberPlane 乃至对数刻度都建立在它之上。本节先讲清楚 NumberLine 本身，以及它的特例 UnitInterval。

NumberLine¶

NumberLine(x_range=None, length=None, unit_size=1, include_ticks=True, tick_size=0.1, numbers_with_elongated_ticks=None, longer_tick_multiple=2, exclude_origin_tick=False, rotation=0, stroke_width=2.0, include_tip=False, tip_width=0.35, tip_height=0.35, tip_shape=None, include_numbers=False, font_size=36, label_direction=array([ 0., -1., 0.]), label_constructor=<class 'manim.mobject…, scaling=<manim.mobject.graphi…, line_to_number_buff=0.25, decimal_number_config=None, numbers_to_exclude=None, numbers_to_include=None, **kwargs) 官方文档 ↗

NumberLine 表示一条带刻度、可带数字与箭头的数轴，是 Line 的子类——它本质上就是一条线段，再加上刻度（ticks）、数字标签和可选的末端箭头。

name	type	default	desc
`x_range`	Sequence[float] \| None	None	`(起点, 终点, 步长)`；None 时取 `(-7, 7, 1)`
`length`	float \| None	None	数轴总长度（场景单位），与 `unit_size` 二选一
`unit_size`	float	1	单位长度：1 个坐标单位对应多少场景单位
`include_ticks`	bool	True	是否绘制刻度线
`tick_size`	float	0.1	刻度线长度
`numbers_with_elongated_ticks`	Iterable[float] \| None	None	需要加长刻度的坐标值
`include_tip`	bool	False	末端是否加箭头
`include_numbers`	bool	False	是否自动添加数字标签（标签走 LaTeX）
`label_direction`	Point3DLike	DOWN	数字标签相对数轴的方向
`label_constructor`	type[ManimTextLabel]	MathTex	标签构造函数；可换 `Text`/`MathTypst` 摆脱 LaTeX
`scaling`	_ScaleBase	LinearBase()	缩放基，见下一节（LogBase 等）
`line_to_number_buff`	float	0.25	数字与数轴的间距
`numbers_to_exclude`	Iterable[float] \| None	None	排除不显示的数字
`numbers_to_include`	Iterable[float] \| None	None	只显示这些数字

最常用的三个操作：坐标互转（number_to_point / point_to_number，别名 n2p / p2n）、加数字（add_numbers）、加自定义标签（add_labels）。

add_labels 传入 {坐标值: Mobject} 字典；number_to_point 与 point_to_number 互为逆运算，是把几何位置和抽象坐标联系起来的桥梁。

查看源码 number_line.py

"""NumberLineDemo: NumberLine 的刻度、自定义标签与坐标互转。"""

from manim import *


class NumberLineDemo(Scene):
    def construct(self):
        line = NumberLine(
            x_range=[-4, 4, 1],
            length=10,
            include_tip=True,
        )
        # 用 Text 作为标签，避免依赖 LaTeX
        line.add_labels(
            {
                -3: Text("-3", font_size=30),
                -1: Text("-1", font_size=30),
                1: Text("1", font_size=30),
                3: Text("3", font_size=30),
            }
        )
        dot = Dot(line.number_to_point(2.5), color=RED)

        self.play(Create(line), run_time=1.5)
        self.play(FadeIn(dot), run_time=0.5)

        # number_to_point 与 point_to_number 互逆
        x_val = line.point_to_number(dot.get_center())
        coord = Text(f"x = {x_val:.1f}", font_size=30)
        coord.next_to(dot, UP)
        self.play(Write(coord), run_time=1.0)
        self.wait(0.5)

常用方法速览：

line.add_numbers(x_values=None, ...) —— 自动按 x_range 的步长补数字（默认走 MathTex，需要 LaTeX）
line.add_labels({1: Tex("a"), 2: Text("b")}, ...) —— 自定义标签，值可以是任意带 font_size 属性的 Mobject
line.get_number_mobject(x) / get_number_mobjects(...) —— 取回数字标签 Mobject
line @ x —— number_to_point 的运算符写法

常见错误

v0.21.0 中 add_labels 加的标签存放在 line.labels 属性里，但 line.get_labels() 不会返回它们——它内部直接转调 get_number_mobjects()（取刻度数字）。想取出 add_labels 的标签请用 line.labels，且只有在调用过 add_numbers 之后 get_labels() 才可用（否则会抛 AttributeError）。

提示

不想依赖 LaTeX 时，把 label_constructor=Text 传给构造或 add_numbers/add_labels，标签就会用 Pango 渲染，例如 NumberLine(x_range=[0, 10], include_numbers=True, label_constructor=Text)。

UnitInterval¶

UnitInterval(unit_size=10, numbers_with_elongated_ticks=None, decimal_number_config=None, **kwargs) 官方文档 ↗

UnitInterval 是一条固定覆盖 0 到 1、每单位长 10 的特化数轴：等价于 NumberLine(x_range=(0, 1), unit_size=10)。

name	type	default	desc
`unit_size`	float	10	单位长度（1 对应 10 个场景单位，即整条轴长 10）
`numbers_with_elongated_ticks`	list[float] \| None	[0, 1]	加长刻度的坐标
`decimal_number_config`	dict \| None	None	数字标签（DecimalNumber）的配置

版本说明

UnitInterval 没有出现在官方文档中（未公开的便捷类），但它在 manim 顶层命名空间可直接导入，行为稳定。需要 0–1 区间且长度恰为 10 的数轴时用它最省事；要其他区间请直接用 NumberLine。

常见错误

UnitInterval 和其他 NumberLine 一样以自身中心对齐原点：number_to_point(0) 位于场景 x = -5，而不是原点。若需要“0 在原点”的 0–1 数轴，请自行 shift(RIGHT * 5) 或用 x_range 构造。

默认 0 和 1 处有长刻度；注意整条轴以中心为原点对称展开。

查看源码 unit_interval.py

"""UnitIntervalDemo: UnitInterval 默认 0-1、unit_size=10，且整体居中。"""

from manim import *


class UnitIntervalDemo(Scene):
    def construct(self):
        ui = UnitInterval()
        ui.add_labels(
            {
                0: Text("0", font_size=30),
                0.5: Text("0.5", font_size=30),
                1: Text("1", font_size=30),
            }
        )
        # 注意：UnitInterval 以自身中心对齐原点，
        # number_to_point(0) 位于场景 x = -5 处，而不是原点。
        dot = Dot(ui.number_to_point(0.75), color=YELLOW)

        self.play(Create(ui), run_time=1.5)
        self.play(FadeIn(dot), run_time=0.5)

        arrow = Arrow(
            ui.number_to_point(0.25),
            ui.number_to_point(0.75),
            buff=0,
            color=BLUE,
        )
        self.play(GrowArrow(arrow), run_time=1.0)
        self.wait(0.5)

NumberLine¶

NumberLine¶

UnitInterval¶

自测¶