from manim import *
import numpy as np
import sys

# 确保中文显示正常
print("设置UTF-8编码以支持中文显示")
sys.stdout.reconfigure(encoding='utf-8')
sys.stderr.reconfigure(encoding='utf-8')


class AnimatedFunctionPlot(Scene):
    def construct(self):
        print("=== 开始构建动画场景 ===")
        
        # 添加片头
        print("0. 显示片头：东师理想数学动画AI制作平台作品")
        title = Text("东师理想数学动画AI制作平台作品", font_size=60, color=WHITE)
        subtitle = Text("正弦和余弦关系动画演示", font_size=36, color=BLUE).next_to(title, DOWN, buff=0.5)
        
        # 淡入标题和副标题
        self.play(FadeIn(title, run_time=2))
        self.play(FadeIn(subtitle, run_time=1.5))
        
        # 等待2秒
        self.wait(2)
        
        # 淡出标题和副标题
        self.play(FadeOut(title), FadeOut(subtitle), run_time=1.5)
        
        # 创建坐标系（修正数学符号显示）
        print("1. 创建坐标系：范围从-3.5π到3.5π，步长为π/2，y轴范围从-1.5到1.5")
        axes = Axes(
            x_range=[-3.5 * PI, 3.5 * PI, PI / 2],
            y_range=[-1.5, 1.5, 0.5],
            axis_config={"color": BLUE},
            x_axis_config={
                # 清空要显示的数字列表
                "numbers_to_include": [],
                "numbers_with_elongated_ticks": np.arange(-3 * PI, 3.5 * PI, PI),
                "decimal_number_config": {
                    "num_decimal_places": 0,
                    "include_sign": True,
                },
                # 禁用默认数字标签
                "include_numbers": False,
            },
            y_axis_config={
                "decimal_number_config": {
                    "num_decimal_places": 1,
                }
            },
            tips=False,
        ).scale(0.9)

        # 修正1：使用MathTex并正确转义π符号
        print("2. 添加x轴标签：使用MathTex正确显示π符号")
        x_labels = VGroup(*[
            MathTex(r"%d\pi" % i if i != 0 else "0").scale(0.7).move_to(axes.c2p(i * PI, 0))
            for i in range(-3, 4)
        ])

        print("3. 播放创建坐标系和标签的动画，持续2秒")
        self.play(
            Create(axes, run_time=2),
            LaggedStart(*[Write(label) for label in x_labels], lag_ratio=0.3),
        )
        self.wait(0.5)

        # 修正2：使用MathTex包装数学公式
        print("4. 绘制正弦函数图像：使用绿色表示sin(x)")
        sin_graph = axes.plot(lambda x: np.sin(x), color=GREEN)
        sin_label = axes.get_graph_label(
            sin_graph,
            MathTex(r"\sin(x)", color=GREEN),  # 使用MathTex替代Tex
            x_val=-3 * PI,
            direction=UP
        )

        print("5. 播放绘制正弦曲线和标签的动画，持续3秒")
        self.play(
            Create(sin_graph, run_time=3),
            Write(sin_label, run_time=1),
            rate_func=linear
        )
        self.wait()

        # 修正3：余弦公式同样使用MathTex
        print("6. 绘制余弦函数图像：使用红色表示cos(x)")
        cos_graph = axes.plot(lambda x: np.cos(x), color=RED)
        cos_label = axes.get_graph_label(
            cos_graph,
            MathTex(r"\cos(x)", color=RED),  # 使用MathTex替代Tex
            x_val=3 * PI,
            direction=DOWN
        )

        print("7. 播放从正弦曲线变换到余弦曲线的动画，持续3秒")
        self.play(
            TransformFromCopy(sin_graph, cos_graph, path_arc=PI / 2, run_time=3),
            FadeIn(cos_label, shift=DOWN),
        )
        self.wait()

        # 动态垂直线（追踪动画）
        print("8. 创建动态垂直线和跟踪点：用于展示任意x值对应的sin和cos函数值")
        tracker = ValueTracker(-3 * PI)
        vert_line = always_redraw(lambda:
                                  DashedLine(
                                      axes.c2p(tracker.get_value(), -1.5),
                                      axes.c2p(tracker.get_value(), 1.5),
                                      color=YELLOW
                                  )
                                  )

        dot_sin = always_redraw(lambda:
                                Dot(color=GREEN).move_to(axes.i2gp(tracker.get_value(), sin_graph))
                                )
        dot_cos = always_redraw(lambda:
                                Dot(color=RED).move_to(axes.i2gp(tracker.get_value(), cos_graph))
                                )

        print("9. 播放创建垂直线和跟踪点的动画")
        self.play(
            Create(vert_line),
            GrowFromCenter(dot_sin),
            GrowFromCenter(dot_cos)
        )
        print("10. 播放垂直线从-3π移动到3π的动画，持续6秒，展示函数值随x变化")
        self.play(
            tracker.animate.set_value(3 * PI),
            run_time=6,
            rate_func=linear
        )
        self.wait()

        # 修正4：相位差公式使用正确数学环境
        print("11. 展示相位差公式：cos(x) = sin(x + π/2)")
        equation = MathTex(
            r"\cos(x) = \sin\left(x + \frac{\pi}{2}\right)",  # 使用MathTex
            color=YELLOW
        ).to_edge(UP)

        print("12. 播放写入公式和移动正弦曲线的动画，持续2秒")
        self.play(
            Write(equation),
            sin_graph.animate.shift(LEFT * PI / 2).set_color(ORANGE),
            run_time=2
        )
        print("13. 等待2秒，让观众理解相位差概念")
        self.wait(2)
        print("\n=== 动画场景构建完成 ===")


if __name__ == '__main__':
    print("设置渲染配置：高质量、预览模式、输出目录为./output")
    config = {
        "quality": "high_quality",
        "preview": True,
        "media_dir": "./output",
        "pixel_height": 1080,
        "pixel_width": 1920,
        "background_color": "#1E1E1E"
    }

    print("使用临时配置渲染场景")
    with tempconfig(config):
        scene = AnimatedFunctionPlot()
        scene.render()