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Proyecto para visualizar objetos matemáticos y el comportamiento de ecuaciones mediante animaciones generadas con Python.

La idea

Muchos conceptos matemáticos se entienden mucho mejor cuando se ven en movimiento: cómo cambia una curva al variar un parámetro, cómo se comporta una función, cómo se construye una figura paso a paso. La intención de este proyecto es justamente esa: convertir ecuaciones y objetos abstractos en animaciones que ayuden a la intuición.

Guía rápida:

Las animaciones se generan con Python, casi todo está hecho con matplotlib; algunos scripts en 3D o de juegos usan pygame y OpenGL, y se exportan a formato GIF o MP4.

1. Clonar e instalar

git clone https://github.com/jabud/math_animations.git
cd math_animations

Recomiendo un ambiente aislado para no ensuciar tu Python:

python3 -m venv env
source env/bin/activate
pip install -r requirements.txt

El requirements.txt es de hace unos años (época de Python 3.6). Si algo no instala, lo más práctico es crear el ambiente e instalar solo lo que cada script necesita: casi todos corren con matplotlib, numpy y scipy. Los scripts en 3D o de juegos piden además pygame y PyOpenGL.

2. La fuente (opcional)

Algunos scripts usan una fuente de pixeles llamada alterebro pixel font. Si quieres que los textos se vean como en los ejemplos, descárgala y guárdala dentro de tu instalación de matplotlib:

.../site-packages/matplotlib/mpl-data/alterebro_pixel_font/alterebro-pixel-font.ttf

Si no la instalas, la animación corre igual pero con la fuente por defecto.

3. Correr una animación

Cada script es un ejemplo independiente y se corre desde la raíz del repositorio (así encuentra el módulo canvas):

python calculus/partial_derivative.py

Se abre una ventana con la animación. Otros ejemplos para probar:

python geometry/cube_skeleton.py        # esqueleto de un cubo en 3D
python linear_regression/least_squares.py
python logistic_regression/sigmoid_function.py

4. Interactuar con la animación

Los ejemplos de linear_regression y calculus se controlan con el teclado, paso a paso:

  • Números 1 a N — avanzan cada etapa de la animación.
  • 0 — reinicia la animación.
  • i — guarda una imagen del cuadro actual (con fondo).
  • I (mayúscula) — guarda la imagen con fondo transparente.

5. Temas de color

Muchos scripts aceptan un tema dark o light. Se cambia en la función main del propio script, al crear el objeto:

mo = MathObject(theme='dark')   # o theme='light'

Cómo está organizado

Cada carpeta agrupa un tipo de ejemplo:

  • calculus/ — derivadas, derivadas parciales.
  • linear_regression/ — rectas, mínimos cuadrados, funciones de error.
  • logistic_regression/ — función sigmoide.
  • geometry/ — figuras y transformaciones (rotación, escala, simetría).
  • svm/ — kernels y el kernel trick.
  • decision_tree/, landscapes/, games/, text/ — otros experimentos.

El archivo template.py en la raíz es una plantilla para crear una animación nueva desde cero, y canvas/canvas2d.py es la base que reutilizan varios scripts para dibujar los ejes y el lienzo.

El código está en el repositorio.