В качестве своего рода математической иллюстрации рассмотрим случай, когда требуется несколько различимых штриховок, все черно-белые, причем точное направление имеет значение.
Приведу простой пример узора штриховки в MWE.
1Есть ли какой-либо общий способ просто написать макрос для генерации шаблона штриховки такого типа, но с одной числовой переменной, которая управляет направлением?
Чтобы прояснить ситуацию, скажу, что все мои попытки создать макрос, назовем его MCR, потерпели неудачу:
pattern=MCR x ,pattern color=...где x=2 или 1 или 0 для горизонтали, или 0,5 для вертикали, или 0,25 для диагонали, и приблизительно между ними.
ИЛИ
До сих пор я также использовал макрос для импорта графики в узел, чтобы использовать ее в качестве шаблона, масштабируя или растягивая ее, и часто используя настройку [clip] \draw и порядок выполнения команды, чтобы получить желаемый эффект. Короткий макрос упрощает повторное использование.
2Итак, в качестве альтернативы, возможно ли построить штриховку, одну с северо-запада на юго-восток, в дополнение к заданной с юго-запада на северо-восток, а затем вывести в файл и использовать inputgraphics в узле для поворота изображения и использования его в качестве шаблона? Решение1предпочтительнее этого, если1возможно.
\documentclass{standalone}\usepackage{pgfplots,tikz}\usetikzlibrary{patterns}
\def\dotshading{figuretonedots}
\def\toning #1 #2 #3 {\node at (#1) {\includegraphics[width=#3\textwidth]{\csname #2\endcsname}};}
\begin{document}\begin{tikzpicture}%
\pgfdeclarepatternformonly{ltrtoning}%
{\pgfqpoint{-1pt}{-1pt}}{\pgfqpoint{10pt}{10pt}}%
{\pgfqpoint{9pt}{9pt}}{
\pgfsetlinewidth{0.32pt}
\pgfpathmoveto{\pgfqpoint{0pt}{0pt}}
\pgfpathlineto{\pgfqpoint{9.1pt}{9.1pt}}
\pgfusepath{stroke}}%
%\toning 6.78,6.78 dotshading 1.1 %removing this removes toning
\draw[draw=none,pattern=ltrtoning,pattern color=black!64]rectangle(13.4,13.4);
\end{tikzpicture}\end{document}
решение1
В настоящее время PGF не поддерживает добавление матрицы преобразования к шаблону, поэтому общий поворот невозможен.
Можно было бы (с некоторыми вычислительными затратами) использовать изображения траекторий.
Однако ниже показан один (по общему признанию, очень плохой) способ получения повернутых шаблонов путем взлома системного уровня с целью включения матрицы преобразования для шаблонов и использования того факта, что «изменяемые» шаблоны (которые на самом деле не являются изменяемыми) создаются непосредственно перед их применением в зависимости от значений переменных, указанных в определении шаблона.
\documentclass[tikz, border=5]{standalone}
\usetikzlibrary{patterns}
\makeatletter
\def\pgfsys@patternmatrix{1.0 0.0 0.0 1.0 0.0 0.0}
\def\pgfsys@declarepattern#1#2#3#4#5#6#7#8#9{%
% Start building the pattern dictionary:
\pgf@xa=#2\relax%
\pgf@ya=#3\relax%
\pgf@xb=#4\relax%
\pgf@yb=#5\relax%
\pgf@xc=#6\relax%
\pgf@yc=#7\relax%
\pgf@sys@bp@correct\pgf@xa%
\pgf@sys@bp@correct\pgf@ya%
\pgf@sys@bp@correct\pgf@xb%
\pgf@sys@bp@correct\pgf@yb%
\pgf@sys@bp@correct\pgf@xc%
\pgf@sys@bp@correct\pgf@yc%
% Now create the pattern object:
\immediate\pdfobj stream
attr
{
/Type /Pattern
/PatternType 1
/PaintType \ifnum#9=0 2 \else 1 \fi
/TilingType 1
/BBox [\pgf@sys@tonumber\pgf@xa\space\pgf@sys@tonumber\pgf@ya\space\pgf@sys@tonumber\pgf@xb\space\pgf@sys@tonumber\pgf@yb]
/XStep \pgf@sys@tonumber\pgf@xc\space
/YStep \pgf@sys@tonumber\pgf@yc\space
/Matrix [\pgfsys@patternmatrix]
/Resources << >> %<<
}
{#8}%
\pgfutil@addpdfresource@patterns{/pgfpat#1\space \the\pdflastobj\space 0 R}%
}
\def\pgf@sp{ }%
\def\pgftransformextractmatrix#1#2{%
\begingroup%
\pgftransformreset%
#2%
\xdef\pgf@tmp{\pgf@pt@aa\pgf@sp\pgf@pt@ab\pgf@sp\pgf@pt@ba\pgf@sp\pgf@pt@bb\pgf@sp\pgf@sys@tonumber\pgf@pt@x\pgf@sp\pgf@sys@tonumber\pgf@pt@y}%
\endgroup%
\let#1=\pgf@tmp}
\pgfdeclarepatternformonly[\patternangle]{rotated hatch}%
{\pgfqpoint{-.1pt}{-1.pt}}{\pgfqpoint{5pt}{5pt}}
{\pgfqpoint{5pt}{5pt}}
{
\pgfsetlinewidth{.5pt}
\pgfpathmoveto{\pgfqpoint{-.1pt}{-.1pt}}
\pgfpathlineto{\pgfqpoint{5pt}{5pt}}
\pgfpathmoveto{\pgfqpoint{5pt}{-.1pt}}
\pgfpathlineto{\pgfqpoint{-.1pt}{5pt}}
\pgfusepath{stroke}
}
\tikzset{%
pattern angle/.code={%
\pgfmathparse{#1}\let\patternangle=\pgfmathresult
\pgftransformextractmatrix\pgfsys@patternmatrix{\pgftransformrotate{\patternangle}}%
},
pattern angle=0
}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}[x=3cm,y=3cm];
\foreach \i [count=\j from 0] in {0,7,...,105}{
\draw [pattern=rotated hatch, pattern angle=\i]
({mod(\j,4)}, {floor(\j/4)}) rectangle ++(0.75,0.75)
node [above] {$\i^\circ$};
}
\end{tikzpicture}
\end{document}
Или...
Вот неполная реализация изменяемых шаблонов с трансформациями. Она выглядит немного иначе, поскольку я попытался перевести способ, которым новая arrows.metaбиблиотека создает стрелки, на новый способ определения шаблонов:
\pgfdeclarepattern{name=hatch,
type=uncolored,
parameters={\hatchsize, \hatchangle, \hatchlinewidth},
bottom left={x=-.1pt, y=-.1pt},
top right={x=\hatchsize+.1pt, y=\hatchsize+.1pt},
tile size={width=\hatchsize, height=\hatchsize},
transformation={rotate=\hatchangle},
code={
\pgfsetlinewidth{\hatchlinewidth}
\pgfpathmoveto{\pgfpoint{-.1pt}{-.1pt}}
\pgfpathlineto{\pgfpoint{\hatchsize+.1pt}{\hatchsize+.1pt}}
\pgfpathmoveto{\pgfpoint{-.1pt}{\hatchsize+.1pt}}
\pgfpathlineto{\pgfpoint{\hatchsize+.1pt}{-.1pt}}
\pgfusepath{stroke}
}}
Это parametersмогут быть макросы или измерения и т. д., но если используются измерения или счетчики, они должны иметь префикс \the. Возможно (я не пробовал), что ключи могут быть включены с помощью \pgfkeysvalueof{mykey}.
Он взламывает как системный, так и базовый уровень, так что вы предупреждены...
\documentclass[tikz, border=5]{standalone}
\usetikzlibrary{patterns}
\makeatletter
% Alternate system layer pattern definition.
% Takes 15(!) arguments
\def\pgfsys@declarepattern@alt#1#2#3#4#5#6#7{%
% Start building the pattern dictionary:
\pgf@xa=#2\relax%
\pgf@ya=#3\relax%
\pgf@xb=#4\relax%
\pgf@yb=#5\relax%
\pgf@xc=#6\relax%
\pgf@yc=#7\relax%
\pgf@sys@bp@correct\pgf@xa%
\pgf@sys@bp@correct\pgf@ya%
\pgf@sys@bp@correct\pgf@xb%
\pgf@sys@bp@correct\pgf@yb%
\pgf@sys@bp@correct\pgf@xc%
\pgf@sys@bp@correct\pgf@yc%
\pgfsys@@declarepattern@alt{#1}}
\def\pgfsys@@declarepattern@alt#1#2#3#4#5#6#7#8#9{%
\pgfutil@tempdima=#6\relax%
\pgfutil@tempdimb=#7\relax%
\pgf@sys@bp@correct\pgf@xa%
\pgf@sys@bp@correct\pgf@ya%
% Now create the pattern object:
\immediate\pdfobj stream
attr
{
/Type /Pattern
/PatternType 1
/PaintType \ifnum#9=0 2 \else 1 \fi
/TilingType 1
/BBox [\pgf@sys@tonumber\pgf@xa\space\pgf@sys@tonumber\pgf@ya\space\pgf@sys@tonumber\pgf@xb\space\pgf@sys@tonumber\pgf@yb]
/XStep \pgf@sys@tonumber\pgf@xc\space
/YStep \pgf@sys@tonumber\pgf@yc\space
/Matrix [#2\space#3\space#4\space#5\space\pgf@sys@tonumber\pgfutil@tempdima\space\pgf@sys@tonumber\pgfutil@tempdimb]
/Resources << >> %<<
}
{#8}%
\pgfutil@addpdfresource@patterns{/pgfpat#1\space \the\pdflastobj\space 0 R}%
}
% Pattern keys
\pgfkeys{/pgf/patterns/.cd,
name/.code=\edef\pgf@pat@name{#1},
type/.is choice,
type/uncolored/.code=\def\pgf@pat@type{0},
type/colored/.code=\def\pgf@pat@type{1},
parameters/.store in=\pgf@pat@parameters,
bottom left/.store in=\pgf@pat@bottomleft,
top right/.store in=\pgf@pat@topright,
tile size/.store in=\pgf@pat@tilesize,
transformation/.store in=\pgf@pat@transformation,
code/.store in=\pgf@pat@code,
name=,
type=uncolored,
parameters=,
bottom left=,
top right=,
transformation=,
code=,
points/.style={/pgf/patterns/points/.cd, #1},
transformations/.style={/pgf/patterns/transformations/.cd,#1},
/pgf/patterns/points/.cd,
x/.store in=\pgf@pat@x,
y/.store in=\pgf@pat@y,
width/.store in=\pgf@pat@x,
height/.store in=\pgf@path@y,
/pgf/patterns/transformations/.cd,
rotate/.code=\pgftransformrotate{#1},
xscale/.code=\pgftransformxscale{#1},
yscale/.code=\pgftransformyscale{#1},
% Plus others...
}
% Points can be specified using PGF commands
% or x and y keys
\def\pgf@pat@processpoint#1{%
\def\pgf@marshal{\pgfutil@in@=}%
\expandafter\pgf@marshal\expandafter{#1}%
\ifpgfutil@in@%
\pgfkeys{/pgf/patterns/points/.expanded=#1}%
\pgf@process{\pgfpoint{\pgf@pat@x}{\pgf@pat@y}}%
\else%
\pgf@process{#1}%
\fi%
}
% Transformations can be specified using PGF commands
% or keys (currently only rotate, xscale and yscale)
\def\pgf@pat@processtransformations#1{%
\def\pgf@marshal{\pgfutil@in@=}%
\expandafter\pgf@marshal\expandafter{#1}%
\ifpgfutil@in@%
\pgfkeys{/pgf/patterns/transformations/.expanded=#1}%
\else%
#1%
\fi%
}
% New pattern definition command
%
% #1 is a list of keys.
\def\pgfdeclarepattern#1{%
\begingroup%
\def\pgf@pat@opts{#1}%
\pgfkeys{/pgf/patterns/.cd,#1}%
\pgfutil@ifundefined{pgf@pattern@name\pgf@pat@name}{%
\ifx\pgf@pat@parameters\pgfutil@empty%
\expandafter\global\expandafter\let\csname pgf@pattern@name@\pgf@pat@name @parameters\endcsname=\pgfutil@empty%
\pgf@declarepattern%
\else%
\expandafter\global\expandafter\let\csname pgf@pattern@name@\pgf@pat@name @parameters\endcsname=\pgf@pat@parameters
\expandafter\global\expandafter\let\csname pgf@pattern@name@\pgf@pat@name\endcsname=\pgf@pat@opts%
\fi%
}{%
\pgferror{Pattern `\pgf@pat@type' already defined}%
}%
\endgroup%
}
\def\pgf@declarepattern{%
\pgfsysprotocol@getcurrentprotocol\pgf@pattern@temp%
{%
\pgfinterruptpath%
\pgfpicturetrue%
\pgf@relevantforpicturesizefalse%
\pgftransformreset%
\pgfsysprotocol@setcurrentprotocol\pgfutil@empty%
\pgfsysprotocol@bufferedtrue%
\pgfsys@beginscope%
\pgfsetarrows{-}%
\pgf@pat@code%
\pgfsys@endscope%
\pgfsysprotocol@getcurrentprotocol\pgf@pattern@code%
\global\let\pgf@pattern@code=\pgf@pattern@code%
\endpgfinterruptpath%
\pgf@pat@processpoint{\pgf@pat@bottomleft}%
\pgf@xa=\pgf@x%
\pgf@ya=\pgf@y%
\pgf@pat@processpoint{\pgf@pat@topright}%
\pgf@xb=\pgf@x%
\pgf@yb=\pgf@y%
\pgf@pat@processpoint{\pgf@pat@tilesize}%
\pgf@xc=\pgf@x%
\pgf@yc=\pgf@y%
\begingroup%
\pgftransformreset%
\pgf@pat@processtransformations\pgf@pat@transformation%
\pgfgettransformentries\aa\ab\ba\bb\shiftx\shifty%
\global\edef\pgf@pattern@matrix{{\aa}{\ab}{\ba}{\bb}{\shiftx}{\shifty}}%
\endgroup%
% Now, build a name for the pattern
\pgfutil@tempcnta=\pgf@pattern@number%
\advance\pgfutil@tempcnta by1\relax%
\xdef\pgf@pattern@number{\the\pgfutil@tempcnta}%
\expandafter\xdef\csname pgf@pattern@name@\pgf@pat@name\endcsname{\the\pgfutil@tempcnta}%
\expandafter\xdef\csname pgf@pattern@type@\pgf@pat@name\endcsname{\pgf@pat@type}%
\xdef\pgf@marshal{\noexpand\pgfsys@declarepattern@alt%
{\csname pgf@pattern@name@\pgf@pat@name\endcsname}
{\the\pgf@xa}{\the\pgf@ya}{\the\pgf@xb}{\the\pgf@yb}{\the\pgf@xc}{\the\pgf@yc}\pgf@pattern@matrix{\pgf@pattern@code}{\pgf@pat@type}}%
}%
\pgf@marshal%
\pgfsysprotocol@setcurrentprotocol\pgf@pattern@temp%
}
\def\pgfsetfillpattern#1#2{%
\pgfutil@ifundefined{pgf@pattern@name@#1}%
{%
\pgferror{Undefined pattern `#1'}%
}%
{%
% Patterns from library won't have pgf@pattern@name@#1@parameters
\pgfutil@ifundefined{pgf@pattern@name@#1@parameters}{%
\pgf@set@fillpattern{#1}{#2}%
}{%
\expandafter\ifx\csname pgf@pattern@name@#1@parameters\endcsname\pgfutil@empty%
\pgf@set@fillpattern{#1}{#2}%
\else
\edef\pgf@pat@currentparameters{\csname pgf@pattern@name@#1@parameters\endcsname}%
\edef\pgf@pat@mutablename{#1@\pgf@pat@currentparameters}%
\pgfutil@ifundefined{pgf@pattern@name@\pgf@pat@mutablename}%
{%
\expandafter\expandafter\expandafter\pgfdeclarepattern\expandafter\expandafter\expandafter{\csname pgf@pattern@name@#1\endcsname,
name=\pgf@pat@mutablename,parameters=}%
}%
{}%
\expandafter\pgf@set@fillpattern\expandafter{\pgf@pat@mutablename}{#2}%
\fi%
}%
}%
}
\def\pgf@set@fillpattern#1#2{%
% Pattern types are 0 (uncolored) or 1 (colored)
\ifcase\csname pgf@pattern@type@#1\endcsname\relax%
\pgfutil@colorlet{pgf@tempcolor}{#2}%
\pgfutil@ifundefined{applycolormixins}{}{\applycolormixins{pgf@tempcolor}}%
\pgfutil@extractcolorspec{pgf@tempcolor}{\pgf@tempcolor}%
\expandafter\pgfutil@convertcolorspec\pgf@tempcolor{rgb}{\pgf@rgbcolor}%
\expandafter\pgf@set@fill@patternuncolored\pgf@rgbcolor\relax{#1}%
\or
\pgfsys@setpatterncolored{\csname pgf@pattern@name@#1\endcsname}%
\else
\fi
}
\def\tikzdeclarepattern#1{%
\begingroup%
\pgfkeys{/pgf/patterns/code/.code={\def\pgf@pat@code{%
\let\tikz@transform=\relax\tikz@installcommands##1}}}
\pgfdeclarepattern{#1,type=colored}%
\endgroup%
}
\makeatother
\pgfdeclarepattern{name=hatch,
type=uncolored,
parameters={\hatchsize, \hatchangle, \hatchlinewidth},
bottom left={x=-.1pt, y=-.1pt}, % or \pgfqpoint{-.1pt}{-.1pt} will also work
top right={x=\hatchsize+.1pt, y=\hatchsize+.1pt},
tile size={width=\hatchsize, height=\hatchsize},
transformation={rotate=\hatchangle},
code={
\pgfsetlinewidth{\hatchlinewidth}
\pgfpathmoveto{\pgfpoint{-.1pt}{-.1pt}}
\pgfpathlineto{\pgfpoint{\hatchsize+.1pt}{\hatchsize+.1pt}}
\pgfpathmoveto{\pgfpoint{-.1pt}{\hatchsize+.1pt}}
\pgfpathlineto{\pgfpoint{\hatchsize+.1pt}{-.1pt}}
\pgfusepath{stroke}
}}
\tikzset{%
hatch size/.store in=\hatchsize,
hatch angle/.store in=\hatchangle,
hatch line width/.store in=\hatchlinewidth,
hatch size=5pt,
hatch angle=0pt,
hatch line width=.5pt,
}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}
\foreach \r in {1,...,4}
\draw [pattern=hatch, pattern color=red]
(\r*3,0) rectangle ++(2,2);
\foreach \r in {1,...,4}
\draw [pattern=hatch, pattern color=green, hatch size=2pt]
(\r*3,3) rectangle ++(2,2);
\foreach \r in {1,...,4}
\draw [pattern=hatch, pattern color=blue, hatch size=10pt, hatch angle=21]
(\r*3,6) rectangle ++(2,2);
\foreach \r in {1,...,4}
\draw [pattern=hatch, pattern color=orange, hatch line width=2pt]
(\r*3,9) rectangle ++(2,2);
\end{tikzpicture}
\end{document}
Кроме того, это открывает возможность задания шаблонов с помощью TikZ (код для \tikzdeclarepatternэтого приведен выше):
\tikzdeclarepattern{name=flower,
type=uncolored,
bottom left={x=-.1pt, y=-.1pt},
top right={x=10.1pt, y=10.1pt},
tile size={width=10pt, height=10pt},
code={
\tikzset{x=1pt,y=1pt}
\path [draw=green] (5,2.5) -- (5, 7.5);
\foreach \i in {0,60,...,300}
\path [fill=pink, shift={(5,7.5)}, rotate=-\i]
(0,0) .. controls ++(120:4) and ++(60:4) .. (0,0);
\path [fill=red] (5,7.5) circle [radius=1];
\foreach \i in {-45,45}
\path [fill=green, shift={(5,2.5)}, rotate=-\i]
(0,0) .. controls ++(120:4) and ++(60:4) .. (0,0);
}}
Который затем используется обычным образом:
\tikz\draw [pattern=flower] circle [radius=1];
и производит:
