☰

Wie kann ich in Tikz ein Diagramm erstellen, das sowohl Bilder, Textblöcke als auch Tikz-Bilder enthält, die alle durch Pfeile verbunden sind?

tag-icon • tag-icon diagrams tikz-arrows technical-drawing tikz-graphdrawing research
Wie kann ich in Tikz ein Diagramm erstellen, das sowohl Bilder, Textblöcke als auch Tikz-Bilder enthält, die alle durch Pfeile verbunden sind?

Ich möchte ein Diagramm zeichnen, das sowohl ein Bild, zwei Textblöcke als auch ein Tikzbild enthält. Genauer gesagt sollte es wie folgt aussehen

Image -> Rectangle with text -> Tikzpicture -> Rectangle with text

Möglicherweise möchte ich über jedem Pfeil etwas Text hinzufügen und unter jedem Bild, Rechteck oder Tikz-Bild möchte ich möglicherweise auch etwas Text hinzufügen. Ich möchte, dass das Bild, die Rechtecke und das Tikz-Bild mehr oder weniger die gleiche Höhe und Breite haben, ohne das Seitenverhältnis des Bilds und des Tikz-Bilds zu zerstören.

Hier ist eine Skizze.

Bildbeschreibung hier eingeben

Ich habe begonnen, diesen Code zu verwenden

\documentclass{article}

\usepackage{graphicx}
\usepackage{tikz}

\begin{document}
\begin{tikzpicture}

\node[inner sep=0pt] (russell) at (0,0)
    {\includegraphics[width=.25\textwidth]{my_image.pdf}};

\node[inner sep=0pt] (whitehead) at (5,0)
    {\includegraphics[width=.25\textwidth]{my_image.pdf}};

\draw[->,thick] (russell.mid east) -- (whitehead.mid west)
    node[midway,fill=white] {Principia Mathematica};

\end{tikzpicture}
\end{document}

Ich bin mir jedoch nicht sicher, wie ich es für meine Zwecke ändern kann. Beachten Sie außerdem, dass die Pfeile von der Mitte des Bildes ausgehen sollen (und nicht von unten, wie es passiert, wenn Sie den obigen Code ausführen, obwohl ich ihn middort verwende). Wie kann ich also das Diagramm zeichnen, das ich oben beschreibe? Es sollte professionell aussehen, in dem Sinne, dass ich es in einer Forschungsarbeit verwenden muss.

PS: Wenn Sie davon ausgehen können, dass jeder Block durch einen anderen Blocktyp ersetzt werden könnte (z. B. könnte das Rechteck mit dem Text eventuell durch ein Bild ersetzt werden), wäre das großartig, da ich immer noch nicht sicher bin, ob dies das beste Diagramm für meine Zwecke ist.

Antwort1

Definieren Sie einige Befehle zur späteren Verwendung:

  • \getpicdimen: bekommen dasBreiteUndHöheund speichern Sie sie standardmäßig in \picwidthund \picheight. Star-Version bedeutet, dass der Knotenname als Argument verwendet wird.
  • \drawbox[<options>](name){width}{height}: Zeichnet einen rechteckigen Knoten mit der angegebenen Breite und Höhe
  • \fittobox[macro][macro]{width}{height}(shift){tikz code}: um das Bild in eine Box mit einer bestimmten Breite und Höhe einzupassen

Der folgende Code dient als einfaches Beispiel. Mit den obigen Befehlen können Sie schließlich eine Umgebung definieren, equalfigum den gleichen Effekt bequemer zu erzielen.

Bildbeschreibung hier eingeben

\documentclass{article}
\usepackage{tikz}
\usepackage{geometry}
\geometry{margin=2cm, paperwidth=40cm}
\usepackage{graphicx}
\usepackage{mwe}
\usetikzlibrary{fit, calc, positioning}
\usepackage{xparse}
\NewDocumentCommand { \getpicdimen } { s O{\picwidth} O{\picheight} +m }
  {
    \begin{pgfinterruptboundingbox}
    \begin{scope}[local bounding box=pic, opacity=0]
      \IfBooleanTF {#1}
        { \node[inner sep=0pt, fit=(#4)] {}; }
        { #4 }
    \end{scope}
    \path ($(pic.north east)-(pic.south west)$);
    \end{pgfinterruptboundingbox}
    \pgfgetlastxy{#2}{#3}
  }

\NewDocumentCommand { \drawbox } { O{} D(){box} m m }
  {
    \node[inner sep=0pt, minimum width=#3, minimum height=#4, draw, #1] (#2) {};
  }

\ExplSyntaxOn
\fp_new:N \l__scale_fp
\NewDocumentCommand { \fittobox } { O{\picwidth} O{\picheight} m m D(){0, 0} +m }
  {
    \getpicdimen[#1][#2]{#6}
    \fp_compare:nTF
      {
        % pic ratio
        \dim_ratio:nn { #1 } { #2 } >
        % box ratio
        \dim_ratio:nn { #3 } { #4 }
      }
      % {}{}
      { \fp_set:Nn \l__scale_fp { 0.9*\dim_ratio:nn { #3 } { #1 } } }
      { \fp_set:Nn \l__scale_fp { 0.9*\dim_ratio:nn { #4 } { #2 } } }
    \begin{scope}[
      shift={($(#5) - \fp_use:N \l__scale_fp*(pic.center)$)},
      scale=\fp_use:N \l__scale_fp,
      ]
      #6
    \end{scope}
  }
\ExplSyntaxOff

\begin{document}
\centering
\begin{tikzpicture}
  \node[inner sep=0pt] (img) at (0,0)
    {\includegraphics[width=.2\textwidth]{example-image-a.pdf}};
  \getpicdimen*[\nodewidth][\nodeheight]{img}
  \typeout{aaa \nodewidth}
  \drawbox[right=.066\textwidth of img, rounded corners](box1){\nodewidth}{\nodeheight}
  \drawbox[right=.066\textwidth of box1, rounded corners](box2){\nodewidth}{\nodeheight}
  \drawbox[right=.066\textwidth of box2, rounded corners](box3){\nodewidth}{\nodeheight}
  % some text
  \node[text width=\dimexpr\nodewidth-8pt, align=justify] at (box1) {A very
    very very very very very very very very very very very very long text to
  show \ldots.};
  \node[text width=\dimexpr\nodewidth-8pt, align=justify] at (box3) {A very
    very very very very very very very very very very very very long text to
  show \ldots.};
  % arrow
  \tikzset{mynode/.style={midway, font=\small, above}}
  \tikzset{myarrow/.style={shorten <=2mm, shorten >=2mm}}
  \draw[->, myarrow] (img.east) -- (box1.west) node[mynode] {a1};
  \draw[->, myarrow] (box1.east) -- (box2) node[mynode] {a2};
  \draw[->, myarrow] (box2.east) -- (box3) node[mynode] {a3};
  \node[below=1em of img] {Image};
  \node[below=1em of box1] {Text 1};
  \node[below=1em of box2] {Pic code};
  \node[below=1em of box3] {Text 2};
  % pic code
  \tikzset{shorten >=1pt,->,draw=black!50, node distance=2.5cm,
    neuron/.style={circle,fill=black!25,minimum size=17pt,inner sep=0pt},
    input neuron/.style={neuron, fill=green!40},
    output neuron/.style={neuron, fill=red!40},
    hidden neuron/.style={neuron, fill=blue!40},
    pics/graph/.style={
      code={
        \draw[double=orange,white,thick,double distance=1pt,shorten >=0pt]
          plot[variable=\t,domain=-0.5:0.5,samples=51] ({\t},{#1});
      }
    },
    nodes={transform shape}
  }
  \fittobox{\nodewidth}{\nodeheight}(box2.center){
    % \node {a};
    % Input layer
    \foreach \name / \y in {1,...,2}
        \node[input neuron] (I-\name) at (0,0.5-2*\y) {$i\y$};

    % Hidden layer
    \foreach \name / \y in {1,...,5}
        \path[yshift=0.5cm]
            node[hidden neuron] (H-\name) at (2.5,-\y cm) {$h\y$};

    % Output node
    \node[output neuron, right of=H-3] (O) {$o$};

    % Connect every node in the input layer with every node in the hidden layer.
    \foreach \source in {1,...,2}
        \foreach \dest in {1,...,5}
            \path (I-\source) edge (H-\dest);

    % Connect every node in the hidden layer with the output layer
    \foreach \source in {1,...,5}
        \path (H-\source) edge (O);

    \begin{scope}[xshift=7cm]

      % Input layer
      \foreach \name / \y in {1,...,2}
          \node[input neuron] (I-\name) at (0,0.5-2*\y) {$i\y$};

      % Hidden layer
      \foreach \name / \y in {1,...,5}
          \path[yshift=0.5cm]
              node[hidden neuron] (H-\name) at (2.5,-\y cm) {$h\y$};

      % Output node
      \node[output neuron, right of=H-3] (O) {$o$};

      % Connect every node in the input layer with every node in the hidden layer.
      \foreach \source in {1,...,2}
          \foreach \dest in {1,...,5}
              \path (I-\source) edge (H-\dest);

      % Connect every node in the hidden layer with the output layer
      \foreach \source in {1,...,5}
          \path (H-\source) edge (O);
     \path (I-1) -- (H-1) pic[midway]{graph={-0.3+0.6*exp(-6*\t*\t)}};
     \path (I-2) -- (H-2) pic[midway]{graph={-0.3+0.6*exp(-25*(\t+0.15)*(\t+0.15))}};
    \end{scope}
  }
\end{tikzpicture}
\end{document}

Antwort2

Persönlich verwende ich scopefür diese Art von Problemen gerne s.

Ich habe für dich ein MWE vorbereitet, welches dir den Einstieg in die eigene Figur erleichtern soll.

\documentclass{article}

\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{calc}
\usepackage{graphicx}

\begin{document}
    \centering
    \begin{tikzpicture}
        \begin{scope}[xshift=0cm]
            \node[minimum width=3cm,minimum height=3cm,inner sep=0pt,draw] (imageA) {\includegraphics[width=3cm]{example-image-a}};
        \end{scope}
        
        \begin{scope}[xshift=4.5cm]
        \node[minimum width=3cm,minimum height=3cm,inner sep=0pt,draw] (textA) {\textbf{Sometext}};
        \end{scope}
        
        \begin{scope}[xshift=9cm]
        \node[minimum width=3cm,minimum height=3cm,inner sep=0pt,draw] (imageB) {\includegraphics[width=3cm]{example-image-b}};
        \end{scope}
        
        %finally, add arrows
        \draw[very thick,->,>=stealth] ($(imageA.east)+(0.2,0)$) -- ($(textA.west)+(-0.2,0)$) node [text width=2.5cm,midway,above,align=center,font=\tiny] {transform};
        \draw[very thick,->,>=stealth] ($(textA.east)+(0.2,0)$) -- ($(imageB.west)+(-0.2,0)$) node [text width=2.5cm,midway,above,align=center,font=\tiny] {use};
    \end{tikzpicture}
\end{document}

Wenn ich mich recht erinnere, gibt es auch eine einfachere Möglichkeit, die Pfeile nicht mit Ihren Knoten zu verbinden. Dies ist also eher eine schnelle und einfache Lösung.

Es wird ungefähr so ​​aussehen: Beispiel eines Tikz-Bilds mit Scopes

BEARBEITEN: Ich habe im dritten Bereich ein Tikz-Bild hinzugefügt.

\documentclass{standalone}

\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{calc}
\usepackage{graphicx}

\begin{document}
    \centering
    \begin{tikzpicture}
        \begin{scope}[xshift=0cm]
            \node[minimum width=3cm,minimum height=3cm,inner sep=0pt,draw] (imageA) {\includegraphics[width=3cm]{example-image-a}};
        \end{scope}
        
        \begin{scope}[xshift=4.5cm]
        \node[minimum width=3cm,minimum height=3cm,inner sep=0pt,draw] (textA) {\textbf{Sometext}};
        \end{scope}
        
        \begin{scope}[xshift=9cm]
            \clip node[minimum width=3cm,minimum height=3cm,inner sep=0pt,draw] (tikzcode) {};
            \draw[fill=blue] (0,1.5) circle (1cm);  
        \end{scope}
        
        %finally, add arrows
        \draw[very thick,->,>=stealth] ($(imageA.east)+(0.2,0)$) -- ($(textA.west)+(-0.2,0)$) node [text width=2.5cm,midway,above,align=center,font=\tiny] {transform};
        \draw[very thick,->,>=stealth] ($(textA.east)+(0.2,0)$) -- ($(tikzcode.west)+(-0.2,0)$) node [text width=2.5cm,midway,above,align=center,font=\tiny] {use};
    \end{tikzpicture}
\end{document}

Bildbeschreibung hier eingeben

BEARBEITEN 2: Verwenden des neuronalen Netzwerks wie in den Kommentaren gewünscht.

\documentclass{standalone}

\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{calc}
\usepackage{graphicx}
\def\layersep{2.5cm}
\begin{document}
    \centering
    \begin{tikzpicture}
        
        \begin{scope}[xshift=0cm]
            \node[minimum width=3cm,minimum height=3cm,inner sep=0pt,draw] (imageA) {\includegraphics[width=3cm]{example-image-a}};
        \end{scope}
        
        \begin{scope}[xshift=4.5cm]
        \node[minimum width=3cm,minimum height=3cm,inner sep=0pt,draw] (textA) {\textbf{Sometext}};
        \end{scope}
        
        \begin{scope}[xshift=12cm,shorten >=1pt,->,draw=black!50, node distance=\layersep,
        neuron/.style={circle,fill=black!25,minimum size=17pt,inner sep=0pt},
        input neuron/.style={neuron, fill=green!40},
        output neuron/.style={neuron, fill=red!40},
        hidden neuron/.style={neuron, fill=blue!40},
        pics/graph/.style={code={\draw[double=orange,white,thick,double distance=1pt,shorten >=0pt]plot[variable=\t,domain=-0.5:0.5,samples=51] ({\t},{#1});}}]
        \clip node[minimum width=7cm,minimum height=6cm,inner sep=0pt] (tikzcode) {};
        \begin{scope}[xshift=-2.5cm,yshift=2.5cm]
        % Input layer
        \foreach \name / \y in {1,...,2}
        \node[input neuron] (I-\name) at (0,0.5-2*\y) {$i\y$};
        
        % Hidden layer
        \foreach \name / \y in {1,...,5}
        \path[yshift=0.5cm]
        node[hidden neuron] (H-\name) at (2.5,-\y cm) {$h\y$};
        
        % Output node
        \node[output neuron, right of=H-3] (O) {$o$};
        
        % Connect every node in the input layer with every node in the hidden layer.
        \foreach \source in {1,...,2}
        \foreach \dest in {1,...,5}
        \path (I-\source) edge (H-\dest);
        
        % Connect every node in the hidden layer with the output layer
        \foreach \source in {1,...,5}
        \path (H-\source) edge (O);
        
        
        % Input layer
        \foreach \name / \y in {1,...,2}
        \node[input neuron] (I-\name) at (0,0.5-2*\y) {$i\y$};
        
        % Hidden layer
        \foreach \name / \y in {1,...,5}
        \path[yshift=0.5cm]
        node[hidden neuron] (H-\name) at (2.5,-\y cm) {$h\y$};
        
        % Output node
        \node[output neuron, right of=H-3] (O) {$o$};
        
        % Connect every node in the input layer with every node in the hidden layer.
        \foreach \source in {1,...,2}
        \foreach \dest in {1,...,5}
        \path (I-\source) edge (H-\dest);
        
        % Connect every node in the hidden layer with the output layer
        \foreach \source in {1,...,5}
        \path (H-\source) edge (O);
        \path (I-1) -- (H-1) pic[midway]{graph={-0.3+0.6*exp(-6*\t*\t)}};
        \path (I-2) -- (H-2) pic[midway]{graph={-0.3+0.6*exp(-25*(\t+0.15)*(\t+0.15))}};
        \end{scope}
        \end{scope}
        
        %finally, add arrows
        \draw[very thick,->,>=stealth] ($(imageA.east)+(0.2,0)$) -- ($(textA.west)+(-0.2,0)$) node [text width=2.5cm,midway,above,align=center,font=\tiny] {transform};
        \draw[very thick,->,>=stealth] ($(textA.east)+(0.2,0)$) -- ($(tikzcode.west)+(-0.2,0)$) node [text width=2.5cm,midway,above,align=center,font=\tiny] {use};
    \end{tikzpicture}
\end{document}

Sieht aus wie das: Bild mit dem neuronalen Netzwerkbeispiel

Sie müssen ein wenig mit der Länge und Größe der Dinge herumexperimentieren, um genau das zu bekommen, was Sie wollen, aber im Prinzip sollte es funktionieren.

Antwort3

Eine mögliche Lösung:

\documentclass{article}

\usepackage{graphicx}
\usepackage{tikz}

\begin{document}
\begin{tikzpicture}

\node[inner sep=0pt] (russell) at (0,0)
    {\includegraphics[width=.25\textwidth]{example-image-a.pdf}};

\node[inner sep=0pt, text width=.25\textwidth, align=left,
    draw, inner sep=5pt] (whitehead) at (5,0)
    {A lot of text here, but not so much so that I can use
    \texttt{lipsum} so writing nonsense.};

\draw[->,thick] (russell.east) -- (whitehead.west)
    node[midway,above, fill=white, inner sep=0pt, outer sep=5pt] {Principia};

\begin{scope}[xshift=9cm, local bounding box=mybbox]
    \draw (-1,-1) rectangle (1,1);
    \draw (0,0) -- (.3,.0) circle[radius=0.5];
\end{scope}

\draw[->,thick] (whitehead.east) -- (mybbox.west)
    node[midway,above, fill=white, inner sep=0pt, outer sep=5pt] {Really?};
\end{tikzpicture}
\end{document}

Bildbeschreibung hier eingeben

Der Haupttrick für das Bild besteht darin, es zentriert zu halten, y=0 da Sie dies für die anderen Kästchen getan haben. Daher habe ich den Trick mit dem „Begrenzungsrechteck“ verwendet. Sie können es unsichtbar machen, indem Sie Folgendes verwenden:

    \path[use as bounding box]  (-1,-1) rectangle (1,1);

anstelle des expliziten Rechtecks ​​im letzten Bereich.

Bildbeschreibung hier eingeben

verwandte Informationen