自定义 Mobject¶
Manim 内置的几百个 Mobject 子类覆盖了常见图形，但总会有不够用的时候：一个带刻度的仪表盘、一朵参数化的云、一个特殊的徽标……这时就需要扩展 Manim 的图形体系。本节介绍三条扩展路线，并给出一个完整的自定义 VMobject 示例。
三条扩展路线¶
按“实现成本从低到高”排列：
路线 |
做法 |
适用场景 |
代价 |
|---|---|---|---|
组合现有对象 |
用 |
徽标、仪表盘、复杂标注 |
零继承，最简单；成员间相对布局需要自己维护 |
继承 |
用 |
新形状（曲线图形、参数化轮廓） |
要理解贝塞尔点数组结构 |
继承 |
完全自定义数据与渲染行为 |
非矢量图形、特殊数据结构（如自定义点云） |
没有现成的填充/描边能力，几乎从零做起 |
三条路线不是互斥的：一个自定义 VMobject 内部完全可以再用 VGroup 拼装子部件。
提示
90% 的“自定义图形”需求用第一条路线（组合）就够了。先问自己：这个图形能不能由圆、线、多边形、文字拼出来？能，就不要急着继承。
组合路线：Group 与 VGroup¶
Group 是任意 mobject 的通用容器，VGroup 只接受 VMobject（含其子孙，如 Text、Axes）。两者都继承自 Mobject，本身不绘制任何东西，只是把子对象组织成树。
Group(*mobjects, **kwargs) # 任意 Mobject
VGroup(*vmobjects, **kwargs) # 仅限 VMobject
常见错误
VGroup 不接受非 VMobject 成员，传 ImageMobject 之类的对象会抛 TypeError（提示改用 Group）。不确定成员类型时，用 Group 更保险。
组合路线的关键技巧是把相对布局封装进构造函数，让复合对象可以像内置对象一样 shift、rotate：
class Logo(VGroup):
def __init__(self, **kwargs):
ring = Circle(radius=1).set_stroke(BLUE, 8)
dot = Dot().set_color(YELLOW)
super().__init__(ring, dot, **kwargs)
VMobject 路线：重写 generate_points¶
继承 VMobject 的核心是重写 generate_points(self)：Manim 在初始化时会调用它生成对象的轮廓点。VMobject 内部把轮廓存成锚点 + 控制点的三次贝塞尔点数组（self.points），绘制时逐条曲线渲染。你不需要直接操作裸数组，用这组绘图方法即可：
name |
签名 |
作用 |
|---|---|---|
|
|
抬起笔，从 |
|
|
从当前点连直线到 |
|
|
添加一条完整的三次贝塞尔曲线 |
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|
从当前点出发的三次贝塞尔曲线 |
|
|
二次贝塞尔曲线 |
|
|
闭合当前子路径 |
|
|
直接用点数组替换全部轮廓 |
下面是一个完整的自定义仪表盘：外弧用折线近似，刻度是 9 条独立的短线子路径，全部在 generate_points 中完成：
Gauge 在 generate_points 里先画半圆外弧，再画 9 根刻度（每根一条子路径）；指针是独立的 VGroup，最后用 Rotate 转动它。
查看源码 custom_gauge.py
import numpy as np
from manim import *
class Gauge(VMobject):
"""半圆形仪表盘：外弧 + 9 根刻度，全部在 generate_points 中绘制。"""
def __init__(self, radius=1.8, num_ticks=9, **kwargs):
self.radius = radius
self.num_ticks = num_ticks
super().__init__(**kwargs)
def generate_points(self):
# 外弧：用 60 段折线近似半圆
steps = 60
self.start_new_path(self.radius * RIGHT)
for k in range(1, steps + 1):
angle = PI * k / steps
self.add_line_to(self.radius * np.array([np.cos(angle), np.sin(angle), 0]))
# 刻度：从内圈指向外圈的短线，每根都是独立子路径
for k in range(self.num_ticks):
angle = PI * k / (self.num_ticks - 1)
direction = np.array([np.cos(angle), np.sin(angle), 0])
self.start_new_path(0.78 * self.radius * direction)
self.add_line_to(0.94 * self.radius * direction)
class CustomGauge(Scene):
def construct(self):
gauge = Gauge().set_stroke(YELLOW, width=5)
needle = VGroup(
Line(ORIGIN, 1.2 * RIGHT).set_stroke(RED, width=8),
Dot().scale(1.2),
)
self.play(Create(gauge), run_time=1.5)
self.play(FadeIn(needle), run_time=0.5)
self.play(Rotate(needle, angle=PI, about_point=ORIGIN), run_time=2.0)
self.wait(0.5)
常见错误
自定义属性（如示例中的 radius）必须在 super().__init__() 之前赋值：基类构造函数会调用 generate_points，而后者依赖这些属性。先调 super() 再设属性会得到 AttributeError。
常见错误
在 generate_points 里调用 self.play()、self.add() 之类的方法是不可行的——此时对象还没有进入任何场景。generate_points 只负责生成几何数据，动画逻辑写在场景的 construct() 里。
Mobject 路线：什么时候才需要¶
直接继承 Mobject 意味着放弃 VMobject 的填充、描边、贝塞尔轮廓体系，自行管理 points 并面对摄像机渲染接口。只有当你要表达的东西本质上是点集或场（如自定义采样粒子、热力图网格）、而矢量轮廓无法描述时，才值得走这条路。即便如此，通常的做法也是继承 Mobject 管理数据，同时内部挂一个 VGroup 负责实际绘制。
常见错误与建议¶
提示
自定义对象想支持 Create、Transform 等动画无需额外工作——这些动画操作的就是 points 与样式属性。但 Transform(a, b) 要求两者的子对象结构匹配，自定义对象的子对象划分要保持稳定。
提示
调试自定义图形时，manim 命名空间里的 index_labels(mobject) 可以给每个子对象贴上序号标签，print_family(mobject) 可以把对象树打印到控制台。详见“杂项”一节。
自测¶
✏️ 练习
自定义 VMobject 的子类在 __init__ 里先调用了 super().__init__(**kwargs)，然后才给 self.radius 赋值，结果渲染时报 AttributeError: 'MyShape' object has no attribute 'radius'。为什么？
✅ 参考答案
基类 VMobject.__init__ 会调用 generate_points()，而该方法用到了 self.radius。赋值发生在 super().__init__() 之后，导致生成点时属性还不存在。把 self.radius = radius 移到 super().__init__() 之前即可。
✏️ 练习
想在仪表盘上加一个会随数值转动的指针，应该把指针画进 Gauge.generate_points 里吗？
✅ 参考答案
不建议。generate_points 生成的几何属于对象本体，转动指针需要单独动画控制。更合理的做法是把指针做成独立的 VGroup（如示例中的 needle），用 Rotate 等动画操作它；若一定要封装在一个类里，可让仪表盘类继承 VGroup，把表盘和指针作为两个子成员分别控制。
下一步¶
会造新图形之后，下一节解决另一个常见扩展需求：当内置动画（FadeIn、Transform……）都不够用的时候，如何写一个自定义 Animation。