Zeichnen reflektierter (Billard-)Flugbahnen

Question

Ich schreibe eine Arbeit über Billard und möchte die folgenden Figuren selbst zeichnen. Gibt es gute Programme, die sie rendern können?

Ich habe gehört, dass das asymptoteeine gute Wahl sein könnte, weiß aber überhaupt nicht, wie man Dinge dort zeichnet.

Answer 1

Metapost eignet sich auch gut für diese Art von Diagrammen. Hier ist eine Version des linken Diagramms, die Ihnen zeigt, wie Sie Tangenten und Winkelmarkierungen sauber erstellen.

prologues:=3;
outputtemplate:="billiards%c.eps";

  vardef mark(expr p,q,r,s) =
     s*right rotated angle (p-q) shifted q {up rotated angle(p-q)} ..
     s*right rotated angle (r-q) shifted q {up rotated angle(r-q)}
     enddef;

beginfig(1);

% define the circle
path C;
C = fullcircle scaled 200;

% ... and the two points (everything else is defined relative to these two)
numeric t[]; t0 = 3.6; t1 = 6.3;
z0 = point t0 of C;
z1 = point t1 of C;

% draw the radiuses and the circle
draw origin -- z0 dashed evenly;
draw origin -- z1 dashed evenly;
draw C withcolor .637 red;

% draw the tangents
z2 = direction t0 of C;
z3 = direction t1 of C;
draw (z0-3z2) -- (z0+3z2);
draw (z1-3z3) -- (z1+3z3);

% define the other points and draw some arrows
z5 = .5[z0,z1];
z6 = 1.3[z0,z1];
z7 = z6 reflectedabout(z1,z1-z3);
drawarrow z0--z5; draw z5--z6; drawarrow z1--z7;

% define, draw and label the angle marks
path m[];
m2 = mark(z0,origin,z1,18); draw m2 dashed evenly; label.llft(btex $\gamma$ etex, point .6 of m2);
m0 = mark(z0+z2,z0,z1,15) ; draw m0 dashed evenly; label.bot (btex $\alpha_0$ etex, point.5 of m0); 
m1 = mark(z6,z1,z1+z3,15) ; draw m1 dashed evenly; label.rt  (btex $\alpha_1=\alpha_0$ etex, point.5 of m1); 

% add the equation
label.llft(btex $\theta_1 = \theta_0 + \gamma$ etex,point (t0+t1)/2 of C);

% and finally the dot labels, including the anonymous one for the origin
fill fullcircle scaled 3;
dotlabel.lft(btex $\theta_0$ etex,z0);
dotlabel.bot(btex $\theta_1$ etex,z1);

endfig;
end.

Answer 2

Sie können erstellen mithttp://www.geogebra.orgund nach PGF/Tikz exportieren

Hier ist der von Geogebra für Ihr erstes Beispiel generierte Code. Die Erstellung mit der Weboberfläche hat ein paar Minuten gedauert und ich bin kein Softwarespezialist.

\documentclass[10pt]{article}
\usepackage{pgf,tikz}
\usetikzlibrary{arrows}
\pagestyle{empty}
\begin{document}
\definecolor{qqwuqq}{rgb}{0,0.39,0}
\definecolor{ttzzqq}{rgb}{0.2,0.6,0}
\begin{tikzpicture}[line cap=round,line join=round,>=triangle 45,x=1.0cm,y=1.0cm]
\clip(-6.54,-11.98) rectangle (17.78,3.7);
\draw [shift={(0,0)},color=ttzzqq,fill=ttzzqq,fill opacity=0.1] (0,0) -- (167.74:0.6) arc (167.74:275.22:0.6) -- cycle;
\draw [shift={(-65.42,14.21)},color=qqwuqq,fill=qqwuqq,fill opacity=0.1] (0,0) -- (-102.26:0.6) arc (-102.26:-48.52:0.6) -- cycle;
\draw [shift={(4.36,-47.67)},color=qqwuqq,fill=qqwuqq,fill opacity=0.1] (0,0) -- (-48.52:0.6) arc (-48.52:5.22:0.6) -- cycle;
\draw(0,0) circle (3cm);
\draw [dash pattern=on 2pt off 2pt] (-2.93,0.64)-- (0,0);
\draw [dash pattern=on 2pt off 2pt] (0,0)-- (0.27,-2.99);
\draw [->] (0.27,-2.99) -- (1.16,-2.26);
\draw (-3.5,0.98) node[anchor=north west] {$θ_0$};
\draw (-2.93,0.64)-- (0.27,-2.99);
\draw (-1.26,-1.25) -- (-1.43,-1.26);
\draw (-1.26,-1.25) -- (-1.23,-1.09);
\draw (3.76,-2.67)-- (-2.56,-3.25);
\draw (-2.34,3.36)-- (-3.55,-2.23);
\draw (-2.93,0.64)-- (1.71,-4.61);
\begin{scriptsize}
\draw[color=ttzzqq] (0.16,-0.18) node {$\gamma$};
\draw[color=qqwuqq] (-2.4,0.34) node {$\alpha_1$};
\draw[color=qqwuqq] (0.92,-3.06) node {$\alpha$};
\end{scriptsize}
\end{tikzpicture}
\end{document}