Сложная анимация тикз с проектором

Question

Я использую tikz для создания своего рода анимации шифра Цезаря с помощью проектора.

Я могу получить то, что хочу, но поскольку я не очень хорошо разбираюсь в tikz, результат получается несколько странным, потому что компиляция происходит очень медленно: это существенный недостаток, поскольку внутри большого документа со множеством таких файлов работа замедляется ужасно.

Мой код выглядит следующим образом (ну, небольшой рабочий пример)

\documentclass{beamer}
\usetheme{Berkeley}
\usepackage{graphicx}
\usepackage{ifthen}
\usepackage{tikz}
\tikzset{
  invisible/.style={opacity=0},
  visible on/.style={alt={#1{}{invisible}}},
  alt/.code args={<#1>#2#3}{\alt<#1>{\pgfkeysalso{#2}}{\pgfkeysalso{#3}} 
  },
}
\begin{document}
\begin{frame}
\centering
\begin{tikzpicture}[scale=0.3, every node/.style={scale=0.3}]
 \pgfmathsetmacro{\alphsize}{26}
 \pgfmathsetmacro{\ang}{360/\alphsize}
 \pgfmathsetmacro{\d}{3}
 \pgfmathsetmacro{\op}{98 + \ang/2 - 1.2}
 \pgfmathsetmacro{\e}{\ang + \ang*\d}
 \pgfmathsetmacro{\ep}{\op + \ang*\d}
 \foreach \x in {0,\ang,...,360} {\draw[gray] (\x:8em) -- (\x:12em);}
 \foreach \x [count=\xi] in {A,...,Z} {
  \node[rotate=\ang - \ang*\xi,visible on=<1>]  at (\op - \ang*\xi:11em)     {{\Large \x}};   
  \node[rotate=\ang - \ang*\xi,visible on=<2>]  at (\op - \ang*\xi:11em) {\ifthenelse{\equal{\x}{T}}{\color{green}\Large \x}{\Large \x}};   
  \node[rotate=\ang - \ang*\xi,visible on=<3>]  at (\op - \ang*\xi:11em) {\ifthenelse{\equal{\x}{E}}{\color{green}\Large \x}{\Large \x}};   
  \node[rotate=\ang - \ang*\xi,visible on=<4>]  at (\op - \ang*\xi:11em) {\ifthenelse{\equal{\x}{L}}{\color{green}\Large \x}{\Large \x}};   
  \node[rotate=\ang - \ang*\xi,visible on=<5>]  at (\op - \ang*\xi:11em) {\ifthenelse{\equal{\x}{E}}{\color{green}\Large \x}{\Large \x}};   
  \node[rotate=\ang - \ang*\xi,visible on=<6>]  at (\op - \ang*\xi:11em) {\ifthenelse{\equal{\x}{P}}{\color{green}\Large \x}{\Large \x}};   
  \node[rotate=\ang - \ang*\xi,visible on=<7>]  at (\op - \ang*\xi:11em) {\ifthenelse{\equal{\x}{H}}{\color{green}\Large \x}{\Large \x}};   
  \node[rotate=\ang - \ang*\xi,visible on=<8>]  at (\op - \ang*\xi:11em) {\ifthenelse{\equal{\x}{O}}{\color{green}\Large \x}{\Large \x}};   
  \node[rotate=\ang - \ang*\xi,visible on=<9>]  at (\op - \ang*\xi:11em) {\ifthenelse{\equal{\x}{N}}{\color{green}\Large \x}{\Large \x}};   
  \node[rotate=\ang - \ang*\xi,visible on=<10>] at (\op - \ang*\xi:11em) {\ifthenelse{\equal{\x}{E}}{\color{green}\Large \x}{\Large \x}};   
  \node[rotate=\e - \ang*\xi,visible on=<1>]  at (\ep - \ang*\xi:9em) {{\large \x}};     
  \node[rotate=\e - \ang*\xi,visible on=<2>]  at (\ep - \ang*\xi:9em) {\ifthenelse{\equal{\x}{W}}{\color{red}\large \x}{\large \x}};     
  \node[rotate=\e - \ang*\xi,visible on=<3>]  at (\ep - \ang*\xi:9em) {\ifthenelse{\equal{\x}{H}}{\color{red}\large \x}{\large \x}};     
  \node[rotate=\e - \ang*\xi,visible on=<4>]  at (\ep - \ang*\xi:9em) {\ifthenelse{\equal{\x}{O}}{\color{red}\large \x}{\large \x}};     
  \node[rotate=\e - \ang*\xi,visible on=<5>]  at (\ep - \ang*\xi:9em) {\ifthenelse{\equal{\x}{H}}{\color{red}\large \x}{\large \x}};     
  \node[rotate=\e - \ang*\xi,visible on=<6>]  at (\ep - \ang*\xi:9em) {\ifthenelse{\equal{\x}{S}}{\color{red}\large \x}{\large \x}};     
  \node[rotate=\e - \ang*\xi,visible on=<7>]  at (\ep - \ang*\xi:9em) {\ifthenelse{\equal{\x}{K}}{\color{red}\large \x}{\large \x}};     
  \node[rotate=\e - \ang*\xi,visible on=<8>]  at (\ep - \ang*\xi:9em) {\ifthenelse{\equal{\x}{R}}{\color{red}\large \x}{\large \x}};     
  \node[rotate=\e - \ang*\xi,visible on=<9>]  at (\ep - \ang*\xi:9em) {\ifthenelse{\equal{\x}{Q}}{\color{red}\large \x}{\large \x}};     
  \node[rotate=\e - \ang*\xi,visible on=<10>] at (\ep - \ang*\xi:9em) {\ifthenelse{\equal{\x}{H}}{\color{red}\large \x}{\large \x}};     
}
 \draw[thick] (0cm,0cm) circle(12em);
 \draw[gray] (0cm,0cm) circle(10em);
 \draw[thick] (0cm,0cm) circle(8em);
\end{tikzpicture} 

\bigskip

\centering
\begin{tikzpicture}[every node/.style={scale=0.6}]
  \draw[step=1em,gray,thin] (0em,0em) grid (9em,2em);
  \node at (0.5em,1.5em) {\textcolor<2> {green}T};
  \node at (1.5em,1.5em) {\textcolor<3> {green}E};
  \node at (2.5em,1.5em) {\textcolor<4> {green}L};
  \node at (3.5em,1.5em) {\textcolor<5> {green}E};
  \node at (4.5em,1.5em) {\textcolor<6> {green}P};
  \node at (5.5em,1.5em) {\textcolor<7> {green}H};
  \node at (6.5em,1.5em) {\textcolor<8> {green}O};
  \node at (7.5em,1.5em) {\textcolor<9> {green}N};
  \node at (8.5em,1.5em) {\textcolor<10>{green}E};
  \node[visible on=<2->]  at (0.5em,0.5em) {\textcolor<2> {red}W};
  \node[visible on=<3->]  at (1.5em,0.5em) {\textcolor<3> {red}H};
  \node[visible on=<4->]  at (2.5em,0.5em) {\textcolor<4> {red}O};
  \node[visible on=<5->]  at (3.5em,0.5em) {\textcolor<5> {red}H};
  \node[visible on=<6->]  at (4.5em,0.5em) {\textcolor<6> {red}S};
  \node[visible on=<7->]  at (5.5em,0.5em) {\textcolor<7> {red}K};
  \node[visible on=<8->]  at (6.5em,0.5em) {\textcolor<8> {red}R};
  \node[visible on=<9->]  at (7.5em,0.5em) {\textcolor<9> {red}Q};
  \node[visible on=<10->] at (8.5em,0.5em) {\textcolor<10>{red}H};
\end{tikzpicture}

\end{frame}
\end{document}

Вопрос в следующем: есть ли более разумный способ получить тот же результат, что и выше, который будет компилироваться быстрее?

Answer 1

Я не вижу никаких серьезных проблем, которые могли бы существенно замедлить ваш код. Поскольку перекомпиляция большого количества сложных картинок TikZ может быть очень утомительной, есть библиотека, externalкоторая заставляет TikZ сохранять и, если возможно, повторно использовать картинки. Это делается следующим образом.

\usetikzlibrary{external}
\tikzexternalize

Редактировать: Как предполагает @brad в комментариях, может быть полезно использовать \tikzexternalize[prefix=tikz/], чтобы задать папку для временных изображений TikZ.

Поскольку вы используете \onlyконструкцию бимера, это не работает так, как ожидалось, рендерится только первый кадр. Однако есть "хак":

Оберните всю tikzpictureокружающую среду, \only<m-M>где mнаходитсяминимальныйи Mэтомаксимальныйномер кадра, на который ссылаются \onlyкомандыв пределахtikzpicture.

Поскольку [visible on=<m-M>]опция «эквивалентна» команде \only, вы можете использовать ее следующим образом.

\only<1-10>{%
\begin{tikzpicture}
    \node[visible on=<1>] {};
    % ...
    \node[visible on=<10>] {};
\end{tikzpicture}
}

Я попробовал это для вашего кода, и второе (и последующие) время компиляции составиломногониже.

ВидетьИспользовать внешнюю функцию tikz только с проекторомдля получения дополнительной информации.

Полный код:

\documentclass{beamer}
\usetheme{Berkeley}
\usepackage{graphicx}
\usepackage{ifthen}
\usepackage{tikz}
\tikzset{
  invisible/.style={opacity=0},
  visible on/.style={alt={#1{}{invisible}}},
  alt/.code args={<#1>#2#3}{\alt<#1>{\pgfkeysalso{#2}}{\pgfkeysalso{#3}} 
  },
}

\usetikzlibrary{external}
\tikzexternalize

\begin{document}
\begin{frame}
\centering
\only<1-10>{%
\begin{tikzpicture}[scale=0.3, every node/.style={scale=0.3}]
 \pgfmathsetmacro{\alphsize}{26}
 \pgfmathsetmacro{\ang}{360/\alphsize}
 \pgfmathsetmacro{\d}{3}
 \pgfmathsetmacro{\op}{98 + \ang/2 - 1.2}
 \pgfmathsetmacro{\e}{\ang + \ang*\d}
 \pgfmathsetmacro{\ep}{\op + \ang*\d}
 \foreach \x in {0,\ang,...,360} {\draw[gray] (\x:8em) -- (\x:12em);}
 \foreach \x [count=\xi] in {A,...,Z} {
  \node[rotate=\ang - \ang*\xi,visible on=<1>]  at (\op - \ang*\xi:11em)     {{\Large \x}};   
  \node[rotate=\ang - \ang*\xi,visible on=<2>]  at (\op - \ang*\xi:11em) {\ifthenelse{\equal{\x}{T}}{\color{green}\Large \x}{\Large \x}};   
  \node[rotate=\ang - \ang*\xi,visible on=<3>]  at (\op - \ang*\xi:11em) {\ifthenelse{\equal{\x}{E}}{\color{green}\Large \x}{\Large \x}};   
  \node[rotate=\ang - \ang*\xi,visible on=<4>]  at (\op - \ang*\xi:11em) {\ifthenelse{\equal{\x}{L}}{\color{green}\Large \x}{\Large \x}};   
  \node[rotate=\ang - \ang*\xi,visible on=<5>]  at (\op - \ang*\xi:11em) {\ifthenelse{\equal{\x}{E}}{\color{green}\Large \x}{\Large \x}};   
  \node[rotate=\ang - \ang*\xi,visible on=<6>]  at (\op - \ang*\xi:11em) {\ifthenelse{\equal{\x}{P}}{\color{green}\Large \x}{\Large \x}};   
  \node[rotate=\ang - \ang*\xi,visible on=<7>]  at (\op - \ang*\xi:11em) {\ifthenelse{\equal{\x}{H}}{\color{green}\Large \x}{\Large \x}};   
  \node[rotate=\ang - \ang*\xi,visible on=<8>]  at (\op - \ang*\xi:11em) {\ifthenelse{\equal{\x}{O}}{\color{green}\Large \x}{\Large \x}};   
  \node[rotate=\ang - \ang*\xi,visible on=<9>]  at (\op - \ang*\xi:11em) {\ifthenelse{\equal{\x}{N}}{\color{green}\Large \x}{\Large \x}};   
  \node[rotate=\ang - \ang*\xi,visible on=<10>] at (\op - \ang*\xi:11em) {\ifthenelse{\equal{\x}{E}}{\color{green}\Large \x}{\Large \x}};   
  \node[rotate=\e - \ang*\xi,visible on=<1>]  at (\ep - \ang*\xi:9em) {{\large \x}};     
  \node[rotate=\e - \ang*\xi,visible on=<2>]  at (\ep - \ang*\xi:9em) {\ifthenelse{\equal{\x}{W}}{\color{red}\large \x}{\large \x}};     
  \node[rotate=\e - \ang*\xi,visible on=<3>]  at (\ep - \ang*\xi:9em) {\ifthenelse{\equal{\x}{H}}{\color{red}\large \x}{\large \x}};     
  \node[rotate=\e - \ang*\xi,visible on=<4>]  at (\ep - \ang*\xi:9em) {\ifthenelse{\equal{\x}{O}}{\color{red}\large \x}{\large \x}};     
  \node[rotate=\e - \ang*\xi,visible on=<5>]  at (\ep - \ang*\xi:9em) {\ifthenelse{\equal{\x}{H}}{\color{red}\large \x}{\large \x}};     
  \node[rotate=\e - \ang*\xi,visible on=<6>]  at (\ep - \ang*\xi:9em) {\ifthenelse{\equal{\x}{S}}{\color{red}\large \x}{\large \x}};     
  \node[rotate=\e - \ang*\xi,visible on=<7>]  at (\ep - \ang*\xi:9em) {\ifthenelse{\equal{\x}{K}}{\color{red}\large \x}{\large \x}};     
  \node[rotate=\e - \ang*\xi,visible on=<8>]  at (\ep - \ang*\xi:9em) {\ifthenelse{\equal{\x}{R}}{\color{red}\large \x}{\large \x}};     
  \node[rotate=\e - \ang*\xi,visible on=<9>]  at (\ep - \ang*\xi:9em) {\ifthenelse{\equal{\x}{Q}}{\color{red}\large \x}{\large \x}};     
  \node[rotate=\e - \ang*\xi,visible on=<10>] at (\ep - \ang*\xi:9em) {\ifthenelse{\equal{\x}{H}}{\color{red}\large \x}{\large \x}};     
}
 \draw[thick] (0cm,0cm) circle(12em);
 \draw[gray] (0cm,0cm) circle(10em);
 \draw[thick] (0cm,0cm) circle(8em);
\end{tikzpicture} 
}
\bigskip

\centering
\only<1-10>{%
\begin{tikzpicture}[every node/.style={scale=0.6}]
  \draw[step=1em,gray,thin] (0em,0em) grid (9em,2em);
  \node at (0.5em,1.5em) {\textcolor<2> {green}T};
  \node at (1.5em,1.5em) {\textcolor<3> {green}E};
  \node at (2.5em,1.5em) {\textcolor<4> {green}L};
  \node at (3.5em,1.5em) {\textcolor<5> {green}E};
  \node at (4.5em,1.5em) {\textcolor<6> {green}P};
  \node at (5.5em,1.5em) {\textcolor<7> {green}H};
  \node at (6.5em,1.5em) {\textcolor<8> {green}O};
  \node at (7.5em,1.5em) {\textcolor<9> {green}N};
  \node at (8.5em,1.5em) {\textcolor<10>{green}E};
  \node[visible on=<2->]  at (0.5em,0.5em) {\textcolor<2> {red}W};
  \node[visible on=<3->]  at (1.5em,0.5em) {\textcolor<3> {red}H};
  \node[visible on=<4->]  at (2.5em,0.5em) {\textcolor<4> {red}O};
  \node[visible on=<5->]  at (3.5em,0.5em) {\textcolor<5> {red}H};
  \node[visible on=<6->]  at (4.5em,0.5em) {\textcolor<6> {red}S};
  \node[visible on=<7->]  at (5.5em,0.5em) {\textcolor<7> {red}K};
  \node[visible on=<8->]  at (6.5em,0.5em) {\textcolor<8> {red}R};
  \node[visible on=<9->]  at (7.5em,0.5em) {\textcolor<9> {red}Q};
  \node[visible on=<10->] at (8.5em,0.5em) {\textcolor<10>{red}H};
\end{tikzpicture}
}
\end{frame}
\end{document}