Grau schattierte Kugel mit tikz-3dplot

Question

Wie zeichne ich eine graustufenschattierte Kugel mit tikz-3dplot? Ich habe versucht, \tdplotsphericalsurfaceplotmit einem Radius von zu verwenden 1, der parametricfillvon den Kugelwinkeln abhängt. Es sieht jedoch so aus, als könnte ich nur den Farbton der Farbe (im HSB-Raum) vorschreiben, gemäß derfolgender Beitrag, was mir nicht passt. Ich könnte den ganzen Weg gehen und neu definieren \tdplotdosurfaceplot, aber das scheint mir übertrieben.

Lassen Sie mich betonen, dass ich möchteWAHR3D-Zeichnung (der Rest meines Bildeserfordert3D-Koordinaten: Ich muss Bögen zeichnen), daher kann ich keine 2D-Tricks verwenden wie

\draw [ball color=white] (0,0,0) circle (1) ;

das ist alsonichtein Duplikat vonwie-zeichnet-man-eine-schattierte-Kugel. Ich möchte ausdrücklich eine 3D-Zeichnung, vorzugsweise mit tikz-3dplot, bin aber auch für andere 3D-Pakete offen.

Hier sind zwei MWEs: Die erste Kugel verwendet eine gleichmäßige Färbung, während die zweite eine lineare Kombination der Kugelwinkel verwendet:

\begin{tikzpicture}[tdplot_main_coords]
\tdplotsphericalsurfaceplot[parametricfill]{24}{24}{1} {black}{50}{}{}{}
\begin{scope}[xshift=4cm]
\tdplotsphericalsurfaceplot[parametricfill]{24}{24}{1} {black}{\tdplottheta+\tdplotphi}{}{}{}
\end{scope}
\end{tikzpicture}

Ich würde auch gerne die parametrischen Linien loswerden ... Vielleicht ist dies nicht das richtige Paket zum Arbeiten oder der richtige Befehl im Paket.

Answer 1

Bessere Nutzung pgfplots(adaptiert vondieser Beitrag). Die parametrische Füllung \theta+\phisieht meiner Meinung nach ziemlich seltsam aus.

\documentclass{article}
\usepackage{pgfplots}
\pgfplotsset{compat=1.15}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}
  \begin{axis}
    [
      width=6cm,height=6cm,
      axis equal,enlargelimits=false,
      axis lines=none,
      domain=0:180,samples=21,
      y domain=0:360,samples y=21,
      colormap/blackwhite,
      view={100}{10},
    ]
    \addplot3
      [
        surf,
        z buffer=sort,
        shader=flat,
        point meta={acos(z/sqrt(x*x+y*y+z*z)) + atan2(y,x)}
      ] (
        {sin(x)*cos(y)},
        {sin(x)*sin(y)},
        {cos(x)}
      );
  \end{axis}
\end{tikzpicture}
\end{document}

Answer 2

Nachdem ich hier und da ein paar Dinge ausprobiert habe, bin ich zu einer akzeptablen Lösung gekommen, die tikz-3dplot(mit Mängeln, siehe unten) verwendet wird. Hier ist ein MWE, das ein sphärisches Dreieck zeigt, das auf der schattierten Kugel gezeichnet ist. Für andere Schattierungen gehen Sie einfach zuwie-zeichnet-man-eine-schattierte-Kugel.

Die folgende Lösung schummelt teilweise: Sie zeichnet keine schattierte Kugel, sondern eine schattierte 2D-Scheibe in der Perspektive; daher muss man sie im 3-Raum drehen, damit sie wie eine Kugel aussieht (daher die gedrehten Koordinaten). Die Kugelkoordinaten der Bögen sind jedoch korrekt.

\documentclass[11pt]{article}
\usepackage{tikz,tikz-3dplot}
\tdplotsetmaincoords{80}{110}

\begin{document}
\begin{figure}
\begin{center}
\begin{tikzpicture}[scale=3,tdplot_main_coords]
    % spherical background
    \tdplotsetrotatedcoords{20}{80}{0}
    \draw [ball color=white,very thin,tdplot_rotated_coords] (0,0,0) circle (1) ;
    % equator
    \draw [dashed] (0,0,0) circle (1) ;
    % spherical triangle
    \tdplotdefinepoints(0,0,0)(0.8,-0.4,-0.4)(0.4,0.8,-0.4)
    \tdplotdrawpolytopearc[thick]{1}{}{}
    \tdplotdefinepoints(0,0,0)(0.4,0.8,-0.4)(0.45,0.22,0.9)
    \tdplotdrawpolytopearc[thick]{1}{}{}
    \tdplotdefinepoints(0,0,0)(0.45,0.22,0.9)(0.8,-0.4,-0.4)
    \tdplotdrawpolytopearc[thick]{1}{}{}
\end{tikzpicture}
\end{center}
\end{figure}
\end{document}

Ein weiterer Nachteil ist die umständliche Syntax tikz-3dplotzum Definieren von Bögen und die Tatsache, dass Sie diese nicht mit dem coordinateBefehl mischen können.