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最近调研python opencv, cuda加速矩阵/向量运算, 对于矩阵的线性变换, 秩, 转秩, 行列式变化等概概念模糊不清. 大概课本依旧是天书, 于是上B站搜索线性代数, 看到 3Blue1Brown 线性变换本质 视频, 点击观看. 惊为天人 -- 豁然开朗 -- 突然顿悟 -- 开心不已…1.背景
最近调研python opencv, cuda加速矩阵/向量运算, 对于矩阵的线性变换, 秩, 转秩, 行列式变化等概概念模糊不清. 大概课本依旧是天书, 于是上B站搜索线性代数, 看到 3Blue1Brown 线性变换本质 视频, 点击观看. 惊为天人 -- 豁然开朗 -- 突然顿悟 -- 开心不已 感觉大学的线性代数课本, 是真的差. 3Blue1Brown 线性变换本质 视频动画可视化 二维向量, 三维向量, 二维向量: 缩放,位移 –引出矩阵乘法的几何意义 – 引出矩阵乘法 为什么是 行x列, 行 列, 代数计算的规定 — 引出线性变化, 行列式变化 ---- 引出逆矩阵 ----- 引出基座标变化 点积 可视化映射, 计算 -- 引出 点积作用, 求两个向量夹角 … 通过视频, 动画演示 二维, 三维向量变化 引出代数公式. 而大学课本, 只定义和说明矩阵和线性代数公式的计算, 没有介绍原有, 用途; 故学完就忘, 根本记不住 [ 3 0 0 2 ] X [ 1 1 ] 矩阵乘法几何意义 , 缩放 \begin{bmatrix} 3 0 \\ 0 2 \end{bmatrix} X \begin{bmatrix} 1 \\ 1 \end{bmatrix} 矩阵乘法几何意义, 缩放 [3002]X[11]矩阵乘法几何意义,缩放 [ 1 1 0 1 ] X [ 1 1 ] 矩阵乘法几何意义 , 位移 \begin{bmatrix} 1 1 \\ 0 1 \end{bmatrix} X \begin{bmatrix} 1 \\ 1 \end{bmatrix} 矩阵乘法几何意义, 位移 [1011]X[11]矩阵乘法几何意义,位移
自己也有一些 微积分,线性变化计算的想法, 也想动画可视化这些计算过程. 于是尝试安装运行python manimgl
版本说明: manim数学动画制作有3个版本
manim: 原作者版本manimgl : 通过opengl即时绘制动画, 可以通过ipython交互, 输入命令, 即时显示效果 -- 现场教学推荐manimCE: 社区维护版, 原作者主要做数学视频, 没时间管理github pr请求, 由社区维护 -- 推荐版本
2.问题
测试环境1:
系统: wsl ubuntu24.04python 版本: 3.12
测试环境2:
系统: wsl ubuntu22.04python 版本: 3.10
安装依赖
# 依赖库
sudo apt install -y libcairo2-dev libpango1.0-dev libpangocairo-1.0-0 libgdk-pixbuf2.0-dev libffi-dev libssl-dev
sudo apt install -y libxml2-dev libxslt1-dev libjpeg-dev libfreetype6-dev libsdl2-dev libopenjp2-7-dev zlib1g-dev tesseract-ocr
sudo apt install -y libtesseract-dev libwebp-dev ffmpeg texlivesudo apt install -y texlive-full
# Note: texlive-full 安装需要极长时间, 请耐心等待venv创建独立环境, 安装manimgl
# 更新pip
pip install --upgrade pip# 1.创建虚拟环境
python3 -m venv manimgl# 2.加载环境
source manimgl/bin/activate# 3.安装manimgl
pip3 install manimgl运行manimgl错误: manimgl
Traceback (most recent call last):File /home/liuj/venv/manimgl/bin/manimgl, line 5, in modulefrom manimlib.__main__ import mainFile /home/liuj/venv/manimgl/lib/python3.12/site-packages/manimlib/__main__.py, line 4, in modulefrom manimlib import __version__
ImportError: cannot import name __version__ from manimlib (/home/liuj/venv/manimgl/lib/python3.12/site-packages/manimlib/__init__.py)提示说明, python3.12 与 manimgl版本不一致
3.解决过程
方法1: 尝试安装低版本manimgl -- Fail
查询manimgl版本 pip index versions manimgl manimgl (1.7.2) Available versions: 1.7.2, 1.7.1, 1.7.0, 1.6.1, 1.6.0, 1.5.0, 1.4.1, 1.4.0, 1.3.0, 1.2.0, 1.1.0, 1.0.0 安装低版本 1.6.1
mkdir ~/venv; cd ~/venv# 1.创建虚拟环境
python3 -m venv manimgl_v1.6# 2.加载环境
source manimgl_v1.6/bin/activate# 3.安装低版本 manimgl
pip3 install manimgl1.6.1运行错误1: ModuleNotFoundError
manimgl
Traceback (most recent call last):File /home/liuj/venv/manimgl_v1.6/bin/manimgl, line 5, in modulefrom manimlib.__main__ import mainFile /home/liuj/venv/manimgl_v1.6/lib/python3.12/site-packages/manimlib/__init__.py, line 1, in moduleimport pkg_resources
ModuleNotFoundError: No module named pkg_resources解决方法: pip install --upgrade setuptools 再次运行 manimgl 成功
运行错误2:
gitee在线代码: 2_square_to_circle_方形变圆形.py
运行实例: manimgl 2_square_to_circle_方形变圆形.py SquareToCircle ManimGL v1.6.1
[16:29:44] INFO Using the default configuration file, which you can modify in config.py:265/home/liuj/venv/manimgl_v1.6/lib/python3.12/site-packages/manimlib/default_config.yml INFO If you want to create a local configuration file, you can create a file named custom_config.yml, or run manimgl --config config.py:266
Traceback (most recent call last):File /home/liuj/venv/manimgl_v1.6/bin/manimgl, line 8, in modulesys.exit(main())^^^^^^File /home/liuj/venv/manimgl_v1.6/lib/python3.12/site-packages/manimlib/__main__.py, line 25, in mainscene.run()File /home/liuj/venv/manimgl_v1.6/lib/python3.12/site-packages/manimlib/scene/scene.py, line 91, in runself.construct()File /home/liuj/3_work/4_python-example/7_数学_科学_计算/2_manim_manimgl数学动画/manimgl/2_square_to_circle_方形变圆形.py, line 4, in constructcircle Circle()^^^^^^^^File /home/liuj/venv/manimgl_v1.6/lib/python3.12/site-packages/manimlib/mobject/geometry.py, line 324, in __init__Arc.__init__(self, 0, TAU, **kwargs)File /home/liuj/venv/manimgl_v1.6/lib/python3.12/site-packages/manimlib/mobject/geometry.py, line 218, in __init__VMobject.__init__(self, **kwargs)File /home/liuj/venv/manimgl_v1.6/lib/python3.12/site-packages/manimlib/mobject/types/vectorized_mobject.py, line 85, in __init__super().__init__(**kwargs)File /home/liuj/venv/manimgl_v1.6/lib/python3.12/site-packages/manimlib/mobject/mobject.py, line 89, in __init__self.init_points()File /home/liuj/venv/manimgl_v1.6/lib/python3.12/site-packages/manimlib/mobject/geometry.py, line 221, in init_pointsself.set_points(Arc.create_quadratic_bezier_points(File /home/liuj/venv/manimgl_v1.6/lib/python3.12/site-packages/manimlib/mobject/types/vectorized_mobject.py, line 968, in wrapperif not np.all(self.get_points() old_points):^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
ValueError: operands could not be broadcast together with shapes (24,3) (0,3) 错误原因: numpy 的版本不匹配, 即numpy的版本太高, API不兼容
尝试降低numpy版本, 引入其它问题 -- 寻找其它解决方法 尝试安装manimgl 1.5.0 版本, 遇到相同问题– 寻找其它解决方法
方法2: 尝试官网Anaconda安装方法 -- Fail
1.安装Anaconda3
中文博客安装教程: https://blog.csdn.net/qq_29225913/article/details/105347317 清华源下载: https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/archive/ 下载: Anaconda3-5.3.1-Linux-x86_64.sh 安装:
bash Anaconda3-5.3.1-Linux-x86_64.sh
# 按提示输入 yes, Enter
# Note: vsocde 插件不要安装, 下载速度很慢安装确认: 新开终端: conda -V conda 4.5.11 -- 安装conda成功 2.conda安装manimgl教程
官网教程: https://3b1b.github.io/manim/getting_started/installation.html
git clone https://github.com/3b1b/manim.git
cd manim
conda create -n manim python3.8
conda activate manim
pip install -e .pip install -e . 安装时提示错误
Looking in indexes: https://pypi.mirrors.ustc.edu.cn/simple/
Obtaining file:///home/liuj/venv/manimInstalling build dependencies ... doneChecking if build backend supports build_editable ... doneGetting requirements to build editable ... donePreparing editable metadata (pyproject.toml) ... done
Collecting addict (from manimgl1.7.2)Using cached https://mirrors.ustc.edu.cn/pypi/packages/6a/00/b08f23b7d7e1e14ce01419a467b583edbb93c6cdb8654e54a9cc579cd61f/addict-2.4.0-py3-none-any.whl (3.8 kB)
Collecting appdirs (from manimgl1.7.2)Using cached https://mirrors.ustc.edu.cn/pypi/packages/3b/00/2344469e2084fb287c2e0b57b72910309874c3245463acd6cf5e3db69324/appdirs-1.4.4-py2.py3-none-any.whl (9.6 kB)
INFO: pip is looking at multiple versions of manimgl to determine which version is compatible with other requirements. This could take a while.
ERROR: Ignored the following versions that require a different python version: 0.1.0 Requires-Python 3.13; 0.2.0 Requires-Python 3.13; 0.2.1 Requires-Python 3.13
ERROR: Could not find a version that satisfies the requirement audioop-lts (from manimgl) (from versions: none)
ERROR: No matching distribution found for audioop-lts错误原因: audioop-lts; python_version‘3.13’ -- audioop-lts 依赖python版本3.13 与conda python3.8冲突, 估计是原作者, 没有指定audioop-lts版本 -- 放弃conda方法
方法3: 降低python版本, 兼容manimgl -- OK
通过错误提示
conda安装可知, manimgl 应该是在python3.8版本验证通过python3.12 版本安装失败可知, 需要降低python版本 故尝试降低python版本, 这里使用pyenv降低版本.
1.安装pyenv
curl -L https://github.com/pyenv/pyenv-installer/raw/master/bin/pyenv-installer | bash按安装提示添加环境配置: ~/.bashrc
export PYENV_ROOT$HOME/.pyenv
[[ -d $PYENV_ROOT/bin ]] export PATH$PYENV_ROOT/bin:$PATH
eval $(pyenv init - bash)
eval $(pyenv virtualenv-init -)2.pyenv安装python3.8版本环境
查看pyenv支持版本: pyenv install list 3.8.1 3.8.2 3.8.3 3.8.19 3.8.20 3.9.0 3.9.2 安装 3.8.20: pyenv install 3.8.20 Downloading Python-3.8.20.tar.xz… - https://www.python.org/ftp/python/3.8.20/Python-3.8.20.tar.xz 如果下载速度慢, 可以使用迅雷, 或开启VPN下载 Python-3.8.20.tar.xz, 拷贝到~/.pyenv/cache
mkdir -p ~/.pyenv/cache
cp -r Python-3.8.20.tar.xz ~/.pyenv/cache
pyenv install 3.8.20
# 等待安装成功查看python3.8版本是否安装成功 pyenv versions system (set by /home/liuj/.pyenv/version) 3.8.20 3.pyenv切换版本, 再次安装manimgl
切换: pyenv shell 3.8.20 确认: pyenv versions system * 3.8.20 (set by PYENV_VERSION environment variable) python3 -V Python 3.8.20 创建虚拟环境, 并安装manimgl
mkdir ~/venv; cd ~/venv# 1.创建虚拟环境
python3 -m venv manimgl_3.8# 2.加载环境
source manimgl_3.8/bin/activate# 3.安装manimgl
pip3 install manimgl运行: manimgl ubuntu22.04成功 ubuntu24.04失败
汇总
使用两台电脑验证, 测试验证
降低manimgl版本conda安装
都遇到相同的问题.
最后只能在wsl ubuntu22.04 python3.8 成功运行
4.总结
熟悉了python 版本管理: pyenv, conda熟悉了python 环境管理: venv, virtualenmanimgl版本是原作者更新, 测试不齐全, 建议使用manimCE 社区维护版制作动画视频windows未测试动手能力强的, 强烈推荐使用manimgl即时演绎 交互, 可以用于实时演示
