Manim Video

Manim CE のアニメーションで、3Blue1Brown 風の数学・アルゴリズム動画を作ります。

skill の情報

参考: SKILL.md 全文

Manim による動画制作の流れ

使う場面

利用者から次のような依頼があったときに使います。アニメーションによる解説、数学のアニメーション、概念の可視化、アルゴリズムの手順の追跡、技術解説、3Blue1Brown 風の動画、あるいは幾何学的・数学的な中身をプログラムで動かすもの全般です。Manim Community Edition を使って、3Blue1Brown 風の解説動画、アルゴリズムの可視化、数式の導出、構成図、データの物語を作ります。

目指す水準

これは教育のための映像作品です。どのコマも何かを教え、どのアニメーションも構造を見せます。

コードを一行も書く前に、話の流れを言葉にしてください。どんな思い違いを正すのか。「なるほど」と腑に落ちる瞬間はどこか。見る人を混乱から理解へ運ぶ視覚的な物語は何か。利用者の依頼文は出発点です。教える意欲をもって読み取ってください。

代数より先に図形を。 まず形を見せ、式はそのあとです。視覚の記憶は記号の記憶より早く定着します。式より先に幾何学的なパターンを見た人にとって、その式は納得のいくものになります。

一度目のレンダリングで仕上がっていることが必須です。 作り直しを重ねなくても、見て分かりやすく、全体の見た目がそろっていなければなりません。ごちゃついている、間の取り方が悪い、「AI が作ったスライド」に見える。そのどれかに当たるなら、それは失敗です。

不透明度の重ね方で視線を導きます。 すべてを最大の明るさで出してはいけません。主役の要素は 1.0、文脈を補う要素は 0.4、骨組み（軸やグリッド）は 0.15 にします。人の脳は視覚的な目立ちを層として処理します。

間を置く。 どのアニメーションのあとにも self.wait() が要ります。見る人には、いま現れたものを飲み込む時間が必要です。次のアニメーションへ駆け足で移らないでください。大事な場面のあとの 2 秒の間が無駄になることはありません。

見た目の言語をそろえる。 すべてのシーンで配色をそろえ、文字の大きさの体系をそろえ、アニメーションの速さをそろえます。技術的には正しくても、シーンごとにばらばらの色を使った動画は、見た目として失敗しています。

事前に必要なもの

scripts/setup.sh を実行して、必要なものがそろっているか確かめます。必要なのは Python 3.10 以上、Manim Community Edition v0.20 以上（pip install manim）、LaTeX（Linux なら texlive-full、macOS なら mactex）、そして ffmpeg です。参考ドキュメントは Manim CE v0.20.1 で動作を確認しています。

モード

構成

プロジェクトごとに Python スクリプト 1 本だけです。ブラウザも Node.js も GPU も要りません。

全体の流れ

PLAN --> CODE --> RENDER --> STITCH --> AUDIO (optional) --> REVIEW

1. PLAN — plan.md に話の流れ、シーンの一覧、使う要素、配色、ナレーション原稿を書きます
2. CODE — script.py を書きます。シーンごとに 1 クラスとし、それぞれ単独で描画できるようにします
3. RENDER — 下描きは manim -ql script.py Scene1 Scene2 ...、本番は -qh を使います
4. STITCH — ffmpeg の concat で各シーンをつなぎ、final.mp4 にします
5. AUDIO（任意）— ffmpeg でナレーションや背景音楽を足します。references/rendering.md を見てください
6. REVIEW — 静止画のプレビューを出し、計画と突き合わせて手を入れます

プロジェクトの構成

project-name/
  plan.md                # Narrative arc, scene breakdown
  script.py              # All scenes in one file
  concat.txt             # ffmpeg scene list
  final.mp4              # Stitched output
  media/                 # Auto-generated by Manim
    videos/script/480p15/

見た目の作り方

配色

アニメーションの速さ

文字の大きさの体系

フォント

すべての文字に等幅フォントを使ってください。 Manim の Pango レンダラーは、プロポーショナルフォントだとどの大きさでも字間が崩れます。おすすめの一覧は references/visual-design.md にあります。

MONO = "Menlo"  # define once at top of file

Text("Fourier Series", font_size=48, font=MONO, weight=BOLD)  # titles
Text("n=1: sin(x)", font_size=20, font=MONO)                  # labels
MathTex(r"\nabla L")                                            # math (uses LaTeX)

読みやすさのため font_size=18 を下限にします。

シーンごとの変化

すべてのシーンで同じ設定を使ってはいけません。シーンごとに次を変えます。

• 配色の中の主役の色を変える
• 配置を変える — 何でも中央に置かない
• 登場の仕方を変える — Write、FadeIn、GrowFromCenter、Create を使い分ける
• 画面の密度を変える — 詰まったシーンもあれば、すかしたシーンもある

進め方

手順 1: 計画する（plan.md）

コードを書く前に plan.md を書きます。詳しいひな形は references/scene-planning.md にあります。

手順 2: コードを書く（script.py）

シーンごとに 1 クラスです。どのシーンも単独で描画できるようにします。

from manim import *

BG = "#1C1C1C"
PRIMARY = "#58C4DD"
SECONDARY = "#83C167"
ACCENT = "#FFFF00"
MONO = "Menlo"

class Scene1_Introduction(Scene):
    def construct(self):
        self.camera.background_color = BG
        title = Text("Why Does This Work?", font_size=48, color=PRIMARY, weight=BOLD, font=MONO)
        self.add_subcaption("Why does this work?", duration=2)
        self.play(Write(title), run_time=1.5)
        self.wait(1.0)
        self.play(FadeOut(title), run_time=0.5)

押さえておく型は次のとおりです。

• どのアニメーションにも字幕を付けます。self.add_subcaption("text", duration=N) を使うか、self.play() に subcaption="text" を渡します
• シーンをまたいで見た目をそろえるため、色の定数はファイルの先頭にまとめます
• self.camera.background_color をどのシーンでも設定します
• 後片付けをきれいに — シーンの終わりですべての mobject を FadeOut します: self.play(FadeOut(Group(*self.mobjects)))

手順 3: 描画する

manim -ql script.py Scene1_Introduction Scene2_CoreConcept  # draft
manim -qh script.py Scene1_Introduction Scene2_CoreConcept  # production

手順 4: つなぐ

cat > concat.txt << 'EOF'
file 'media/videos/script/480p15/Scene1_Introduction.mp4'
file 'media/videos/script/480p15/Scene2_CoreConcept.mp4'
EOF
ffmpeg -y -f concat -safe 0 -i concat.txt -c copy final.mp4

手順 5: 見直す

manim -ql --format=png -s script.py Scene2_CoreConcept  # preview still

実装で外せない注意点

LaTeX には raw 文字列を使う

# WRONG: MathTex("\frac{1}{2}")
# RIGHT:
MathTex(r"\frac{1}{2}")

画面端の文字は buff を 0.5 以上に

label.to_edge(DOWN, buff=0.5)  # never < 0.5

文字を差し替える前に FadeOut する

self.play(ReplacementTransform(note1, note2))  # not Write(note2) on top

追加していない mobject を動かさない

self.play(Create(circle))  # must add first
self.play(circle.animate.set_color(RED))  # then animate

処理時間の目安

作り込みは必ず -ql で回します。-qh は最終出力のときだけ使ってください。

参考ドキュメント

型を外す（利用者が実験的・独創的なものを求めたときだけ）

利用者が独創的な、実験的な、あるいは型にはまらない説明の仕方を求めた場合は、アニメーションを設計する前に方針を選び、それを筋道立てて考えてください。

• SCAMPER — 定番の説明に新しい切り口がほしいとき
• 前提の反転 — その題材が普通どう教えられているかに揺さぶりをかけたいとき

SCAMPER による変換

定番の数学的・技術的な可視化を、次のように変換します。

• 置き換える: 定番の視覚的な比喩を差し替える（数直線 → 曲がりくねった道、行列 → 街区の地図）
• 組み合わせる: 二つの説明の仕方を重ねる（代数と幾何を同時に）
• 逆にする: 逆向きに導く。結果から出発して公理まで分解する
• 変形する: 効き目を見せるためにパラメータを誇張する（学習率を 10 倍、標本数を 1000 倍）
• 取り除く: 記号をすべて消し、動きと空間の関係だけで説明する

前提の反転

1. この題材の可視化で「当たり前」とされていることを挙げます（左から右へ、2D、離散的な段階、形式的な記法）
2. その中でいちばん根っこにある前提を選びます
3. それを反転させます（右から左へ導く、2D の概念を 3D に埋め込む、段階ではなく連続的に変形する、記法をいっさい使わない）
4. 反転によって、定番のやり方では隠れていた何が見えるようになるかを探ります