Центрируйте подпись, но игнорируйте определенные части изображения TikZ

Question

Рассмотрим следующий MWE:

\documentclass[a4paper]{scrartcl}

\usepackage{mathtools}
\usepackage{amssymb}

\usepackage[compatibility=false]{caption}
\usepackage[list]{subcaption}

\usepackage{fancyvrb}

\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{patterns, fit, positioning, calc, shapes.arrows}

\usepackage[active, tightpage, floats, displaymath]{preview}

\mathtoolsset{%
  mathic=true
}

% Vectors and matrices
\renewcommand*{\vec}[1]{\mathbf{#1}}
\newcommand{\mat}[1]{\mathbf{#1}}
\newcommand{\trans}{\intercal}

% Operators
\DeclareMathOperator{\rank}{rank}
\DeclareMathOperator*{\argmin}{arg\,min}
\DeclareMathOperator*{\argmax}{arg\,max}

\begin{document}
\begin{figure}
  \centering
  \captionsetup[subfigure]{margin={2.5cm, 0cm}}
  \begin{subfigure}[b]{0.60\textwidth}
    \centering
    \begin{tikzpicture}[>=latex, shorten >=2pt, shorten <=2pt]
      \node[draw, rectangle, label=below:the] (the) {\(\mat W\)};
      \node[draw, rectangle, right=of the, label=below:cat] (cat) {\(\mat W\)};
      \node[draw, rectangle, right=of cat, label=below:sat] (sat) {\(\mat W\)};

      \node[draw, rectangle, fit=(the.west) (the.east), pattern=vertical lines, above=of the] (in_the) {};
      \node[draw, rectangle, fit=(cat.west) (cat.east), pattern=vertical lines, above=of cat] (in_cat) {};
      \node[draw, rectangle, fit=(sat.west) (sat.east), pattern=vertical lines, above=of sat] (in_sat) {};

      \node[draw, rectangle, fit={($(cat.west) + (-8pt,0pt)$) ($(cat.east) + (8pt,0pt)$)}, pattern=vertical lines, above=2cm of cat] (in) {};
      \node[draw, rectangle, above=of in, label=above:mat] (out) {\(\vec b\), \(\mat U\)};

      \node[left=of the, outer sep=0] (embed) {embed};
      \node[above=2cm of embed, outer sep=0] (concatenate) {concatenate};
      \node[above=1cm of concatenate, outer sep=0] {softmax};

      \foreach \word in {the, cat, sat}{%
        \draw[->] (\word) -- (in_\word);
        \draw[->] (in_\word) -- (in);
      }

      \draw[->] (in) -- (out);
    \end{tikzpicture}
    \caption{CBOW model}\label{fig:cbow}
  \end{subfigure}
  \captionsetup[subfigure]{margin={0cm,0cm}}
  \begin{subfigure}[b]{0.35\textwidth}
    \centering
    \begin{tikzpicture}[>=latex, shorten >=2pt, shorten <=2pt]
      \node[draw, rectangle, label=below:cat] (cat) {\(\mat W\)};
      \node[draw, rectangle, fit=(cat.west) (cat.east), pattern=vertical lines, above=of cat] (in) {};
      \node[draw, rectangle, above=2cmof in, label=above:on] (on) {\(\vec b\), \(\mat U\)};
      \node[draw, rectangle, left=of on, label=above:sat] (sat) {\(\vec b\), \(\mat U\)};
      \node[draw, rectangle, right=of on, label=above:the] (the) {\(\vec b\), \(\mat U\)};

      \draw[->] (cat) -- (in);
      \foreach \word in {sat, on, the}{%
        \draw[->] (in) -- (\word);
      }
    \end{tikzpicture}
    \caption{Skip\=/gram model}\label{fig:sg}
  \end{subfigure}
  \caption{\protect\Verb+Word2Vec+ with vocabulary size \(V\), context
    size \(C\), and embedding size \(N\)}
\end{figure}
\end{document}

%%% Local Variables:
%%% mode: latex
%%% TeX-master: t
%%% End:

Который набирает в:

Как видите, я "центрировал" подпись "(a) CBOW model" с помощью \captionsetup[subfigure]{margin={2.5cm, 0cm}}. У меня вопрос: можно ли этого не делать? Или хотя бы как-то рассчитать правильную ширину, на которую мне нужно сместить подпись?

Answer 1

Вы можете использовать \useasboundingboxв TikZ для установки размера изображения. Затем TikZ проигнорирует все после этой команды для расчета размера изображения. С помощью (current bounding box)вы можете ссылаться на размер изображения на данный момент. Пока вы рисуете все, что должно учитываться для размера бумаги, до линии, \useasboundingbox (current bounding box)изображение будет иметь желаемый размер.

Кроме того, нужна пустая область subfigure, чтобы обеспечить перекрытие слева. Так что она должна быть первой. Конечно, ширина левой (ну, теперь средней) подфигуры должна быть скорректирована.

\documentclass[a4paper]{scrartcl}

\usepackage{mathtools}
\usepackage{amssymb}

\usepackage[compatibility=false]{caption}
\usepackage[list]{subcaption}

\usepackage{fancyvrb}

\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{patterns, fit, positioning, calc, shapes.arrows}

\usepackage[active, tightpage, floats, displaymath]{preview}

\mathtoolsset{%
  mathic=true
}

% Vectors and matrices
\renewcommand*{\vec}[1]{\mathbf{#1}}
\newcommand{\mat}[1]{\mathbf{#1}}
\newcommand{\trans}{\intercal}

% Operators
\DeclareMathOperator{\rank}{rank}
\DeclareMathOperator*{\argmin}{arg\,min}
\DeclareMathOperator*{\argmax}{arg\,max}

\begin{document}
\begin{figure}
  \centering
% no longer needed
%  \captionsetup[subfigure]{margin={2.5cm, 0cm}}
  %empty subfugure to allow for overlap to the left
  \begin{subfigure}[b]{0.15\textwidth}
  \mbox{}
  \end{subfigure}
  \begin{subfigure}[b]{0.40\textwidth}
    \centering
    \begin{tikzpicture}[>=latex, shorten >=2pt, shorten <=2pt]
      \node[draw, rectangle, label=below:the] (the) {\(\mat W\)};
      \node[draw, rectangle, right=of the, label=below:cat] (cat) {\(\mat W\)};
      \node[draw, rectangle, right=of cat, label=below:sat] (sat) {\(\mat W\)};

      \node[draw, rectangle, fit=(the.west) (the.east), pattern=vertical lines, above=of the] (in_the) {};
      \node[draw, rectangle, fit=(cat.west) (cat.east), pattern=vertical lines, above=of cat] (in_cat) {};
      \node[draw, rectangle, fit=(sat.west) (sat.east), pattern=vertical lines, above=of sat] (in_sat) {};

      \node[draw, rectangle, fit={($(cat.west) + (-8pt,0pt)$) ($(cat.east) + (8pt,0pt)$)}, pattern=vertical lines, above=2cm of cat] (in) {};
      \node[draw, rectangle, above=of in, label=above:mat] (out) {\(\vec b\), \(\mat U\)};

      % set the picture size to everything drawn so far
      \useasboundingbox (current bounding box);

      % not taken into account for the picture size
      \node[left=of the, outer sep=0] (embed) {embed};
      \node[above=2cm of embed, outer sep=0] (concatenate) {concatenate};
      \node[above=1cm of concatenate, outer sep=0] {softmax};

      % this belongs to the main part, but it doesn't increase its size
      % otherwise it must be moved before \useasboundingbox
      \foreach \word in {the, cat, sat}{%
        \draw[->] (\word) -- (in_\word);
        \draw[->] (in_\word) -- (in);
      }

      \draw[->] (in) -- (out);
    \end{tikzpicture}
    \caption{CBOW model}\label{fig:cbow}
  \end{subfigure}
% no longer needed
%  \captionsetup[subfigure]{margin={0cm,0cm}}
  \begin{subfigure}[b]{0.35\textwidth}
    \centering
    \begin{tikzpicture}[>=latex, shorten >=2pt, shorten <=2pt]
      \node[draw, rectangle, label=below:cat] (cat) {\(\mat W\)};
      \node[draw, rectangle, fit=(cat.west) (cat.east), pattern=vertical lines, above=of cat] (in) {};
      \node[draw, rectangle, above=2cmof in, label=above:on] (on) {\(\vec b\), \(\mat U\)};
      \node[draw, rectangle, left=of on, label=above:sat] (sat) {\(\vec b\), \(\mat U\)};
      \node[draw, rectangle, right=of on, label=above:the] (the) {\(\vec b\), \(\mat U\)};

      \draw[->] (cat) -- (in);
      \foreach \word in {sat, on, the}{%
        \draw[->] (in) -- (\word);
      }
    \end{tikzpicture}
    \caption{Skip\=/gram model}\label{fig:sg}
  \end{subfigure}
  \caption{\protect\Verb+Word2Vec+ with vocabulary size \(V\), context
    size \(C\), and embedding size \(N\)}
\end{figure}
\end{document}

Answer 2

Это (относительно) менее простой метод, чем мой оригинальный (относительно) простой ответ, который немного более гибок и немного лучше проверен. Он требует etoolboxи xparse. (Вы можете легко обойтись без последнего, если хотите, но это удобно.)

• Так как я все настроил, это изменяет все tikzpictureсреды.

  • \tikzПри необходимости его можно расширить, включив макросы.

  • Если глобальное воздействие нежелательно, удалите every pictureопределение и просто используйте mark outв необязательном аргументе tikzpicture.

• Позволяет регулировать материал слева, справа, с обеих сторон или ни с одной.

Единственное требование для простого случая на основе MWE — вставить \tikzmarkerwestв точку на изображении, где вы хотите отметить левую часть части изображения, которая \captionдолжна использоваться для размещения подписи. Если вы вообще не используете макрос на изображении, код просто возвращается в левую часть ограничивающего прямоугольника изображения, когда изображение завершено. Это происходит во втором случае subfigureв примере.

Код первого subfigureперестраивается таким образом, что все, что \captionдолжно игнорироваться, следует за первой частью изображения. \tikzmarkerwestЗатем вставляется, чтобы отметить левую сторону в этой точке.

...
      \foreach \word in {the, cat, sat}{%
        \draw[->] (\word) -- (in_\word);
        \draw[->] (in_\word) -- (in);
      }
      \draw[->] (in) -- (out);

Это все, что мы хотим \captionиспользовать для размещения, поэтому теперь отметьте левую часть рисунка.

      \tikzmarkerwest

Теперь мы помещаем то, что слева от этой точки, которую \captionследует игнорировать.

      \node[left=of the, outer sep=0] (embed) {embed};
      \node[above=2cm of embed, outer sep=0] (concatenate) {concatenate};
      \node[above=1cm of concatenate, outer sep=0] {softmax};

Теперь завершаем рисунок и добавляем подпись и метку, как обычно.

    \end{tikzpicture}
    \caption{CBOW model}\label{fig:cbow}

Для материала справа \tikzmarkereastможно использовать вместо или вместе с \tikzmarkerwest.

В некоторых случаях неудобно или невозможно переставлять код на рисунке таким образом. Его просто невозможно нарисовать легко, если вообще возможно, в требуемом порядке. По этой причине \tikzmarkereastи \tikzmarkerwestподдерживают необязательный аргумент. Если указано, это должна быть координата в круглых скобках, как обычно для координат. В этом случае все, что справа или слева от указанной координаты, будет проигнорировано при размещении подписи.

Код, который это поддерживает, определяет макрос \tikzmarkerwestследующим образом.

\NewDocumentCommand \tikzmarkerwest { D () {current bounding box.west} } {%
  \coordinate (tikz marker west) at (#1);
  \let\tikzmarkerwestdefault\relax
}

Это создает координату (tikz marker west)в соответствующем месте. Затем это гарантирует, что \tikzmarkerwestdefaultничего не делает успешно.

\tikzmarkereastопределяется таким же образом.

\NewDocumentCommand \tikzmarkereast { D () {current bounding box.east} } {%
  \coordinate (tikz marker east) at (#1);
  \let\tikzmarkereastdefault\relax
}

Мы гарантируем \tikzmarkerwestdefaultи \tikzmarkereastопределены. По умолчанию они ничего не делают.

\NewDocumentCommand \tikzmarkerwestdefault {} {}
\NewDocumentCommand \tikzmarkereastdefault {} {}

Теперь для ТикZ-код.

\tikzset{%

Стиль mark outдобавляет код, который будет выполнен в начале и конце текущего изображения, если он указан в необязательном аргументе среды, или всех изображений, если он настроен, как указано ниже.

  mark out/.style={%
    execute at begin picture={%
      \RenewDocumentCommand \tikzmarkerwestdefault {}
      {%
        \coordinate (tikz marker west) at (current bounding box.west);
      }%
      \RenewDocumentCommand \tikzmarkereastdefault {}
      {%
        \coordinate (tikz marker east) at (current bounding box.east);
      }%
    },

Это переопределяет наши \tikzmarkerwestdefaultи \tikzmarkereastdefaultмакросы для создания координат (tikz marker west)и (tikz marker east)слева и справа от текущего ограничивающего прямоугольника. Это просто определения, переопределяющие пустые определения по умолчанию. Они пока не создают никаких координат.

    execute at end picture={%
      \tikzmarkerwestdefault
      \tikzmarkereastdefault

В конце изображения мы выполняем \tikzmarkerwestdefault. Если \tikzmarkerwestбыл вызван внутри изображения, это не даст никаких результатов. В противном случае он создаст маркер слева от текущего ограничивающего прямоугольника, который является конечным ограничивающим прямоугольником для изображения. Аналогично для \tikzmarkereastdefault.

      \path let \p1=(tikz marker west), \p2=(current bounding box.west), \n1={\x1-\x2} in \pgfextra{\xdef\myadjustwest{\n1}} ;

Это вычисляет разницу между xчастью координаты (tikz marker west)и xчастью координаты слева от текущего ограничивающего прямоугольника. Обычно это будет 0pt. Но, если \tikzmarkerwestбыл вызван , расстояние узла маркера от левого края текущего ограничивающего прямоугольника может быть ненулевым. (Действительно, если макрос был вызван, это, вероятно, будет иметь место, поскольку это единственная причина использовать макрос.)

Теперь проделываем то же самое для (tikz marker east)правой части текущей ограничивающей рамки.

      \path let \p1=(tikz marker east), \p2=(current bounding box.east), \n1={\x2-\x1} in \pgfextra{\xdef\myadjusteast{\n1}} ;
    },
  },


  every picture/.style={mark out},

Эта строка применяет mark outстиль ко всем TiкИзображения Z. Если это вызывает проблемы, удалите его и добавьте mark outк тем изображениям, для которых он нужен.

}
\newlength\myadjustwest
\newlength\myadjusteast

Убедитесь, что \myadjustwestи \myadjusteastдоступны в любом случае.

\AfterEndEnvironment{tikzpicture}{%
  \captionsetup{margin={\myadjustwest,\myadjusteast}}%
}{\typeout{OK!}}{\typeout{Oh, no!}}

Это адаптирует конец всех tikzpictureсред для правильного изменения \caption. Вы должны заменить осмысленные сообщения для себя вместо OK!и Oh, no!, если вы используете это.

Следующий набор примеров иллюстрирует основные возможности. Если вы хотите разместить подпись относительно, скажем, затененного прямоугольника, вы не сможете (совсем легко) затенить его часть, затем другую часть и затем еще одну часть, отметив ограничивающую рамку между этапами соответствующим образом. Поэтому для этого случая мы используем необязательные аргументы для \tikzmarkerwestи/или \tikzmarkereast, чтобы получить позиции для подписей, фокусирующихся на красном конце спектра видимого света, синем конце и промежуточном бите слева от центра.

Для красных...

...
      \shade [shading=wave, shading angle=90] (0,0) rectangle ++(\linewidth,1) coordinate [pos=.4] (r);
      \tikzmarkereast(r)
...

Для блюза...

...
      \shade [shading=wave, shading angle=90] (0,0) rectangle ++(\linewidth,1) coordinate [pos=.6] (b);
      \tikzmarkerwest(b)
...

Для внутренностей...

...
      \shade [shading=wave, shading angle=90] (0,0) rectangle ++(\linewidth,1) coordinate [pos=.1] (a) coordinate [pos=.5] (b);
      \tikzmarkereast(b)
      \tikzmarkerwest(a)
...

Полный код:

% arara: pdflatex
\pdfminorversion=7
% ateb: https://tex.stackexchange.com/a/377652/ addaswyd o gwestiwn d125q: https://tex.stackexchange.com/q/377476/
\documentclass[a4paper]{scrartcl}
\usepackage{mathtools,amssymb}
\usepackage[compatibility=false]{caption}
\usepackage[list]{subcaption}
\usepackage{fancyvrb,tikz,etoolbox,xparse}
\usetikzlibrary{patterns, fit, positioning, calc}
\usepackage[active, tightpage, floats, displaymath]{preview}
\mathtoolsset{%
  mathic=true
}
\NewDocumentCommand \tikzmarkerwest { D () {current bounding box.west} } {%
  \coordinate (tikz marker west) at (#1);
  \let\tikzmarkerwestdefault\relax
}
\NewDocumentCommand \tikzmarkerwestdefault {} {}
\NewDocumentCommand \tikzmarkereast { D () {current bounding box.east} } {%
  \coordinate (tikz marker east) at (#1);
  \let\tikzmarkereastdefault\relax
}
\NewDocumentCommand \tikzmarkereastdefault {} {}
\tikzset{%
  mark out/.style={%
    execute at begin picture={%
      \RenewDocumentCommand \tikzmarkerwestdefault {}
      {%
        \coordinate (tikz marker west) at (current bounding box.west);
      }%
      \RenewDocumentCommand \tikzmarkereastdefault {}
      {%
        \coordinate (tikz marker east) at (current bounding box.east);
      }%
    },
    execute at end picture={%
      \tikzmarkerwestdefault
      \tikzmarkereastdefault
      \path let \p1=(tikz marker west), \p2=(current bounding box.west), \n1={\x1-\x2} in \pgfextra{\xdef\myadjustwest{\n1}} ;
      \path let \p1=(tikz marker east), \p2=(current bounding box.east), \n1={\x2-\x1} in \pgfextra{\xdef\myadjusteast{\n1}} ;
    },
  },
  every picture/.style={mark out},
}
\newlength\myadjustwest
\newlength\myadjusteast
\AfterEndEnvironment{tikzpicture}{%
  \captionsetup{margin={\myadjustwest,\myadjusteast}}%
}{\typeout{OK!}}{\typeout{Oh, no!}}

% for the examples
\definecolor{wave start}{wave}{380}
\definecolor{wave violet}{wave}{400}
\definecolor{wave indigo}{wave}{445}
\definecolor{wave blue}{wave}{475}
\definecolor{wave green}{wave}{510}
\definecolor{wave yellow}{wave}{570}
\definecolor{wave orange}{wave}{590}
\definecolor{wave red}{wave}{650}
\definecolor{wave end}{wave}{780}
\pgfdeclareverticalshading{wave}{100bp}{% manual 1088; xcolor manual; does not work to use wave model directly (?); https://science-edu.larc.nasa.gov/EDDOCS/Wavelengths_for_Colors.html
  color(0bp)=(wave start);
  color(25bp)=(wave start);
  color(27bp)=(wave violet);% 400 nm
  color(33bp)=(wave indigo);% 445nm
  color(37bp)=(wave blue);% 475nm
  color(41bp)=(wave green);% 510nm
  color(49bp)=(wave yellow);% 570nm
  color(51bp)=(wave orange);% 590nm
  color(59bp)=(wave red);% 650nm
  color(75bp)=(wave end);% 780nm
  color(100bp)=(wave end)
}
\begin{document}
\begin{figure}
  \centering
  \begin{subfigure}[b]{0.60\textwidth}
    \centering
    \begin{tikzpicture}[>=latex, shorten >=2pt, shorten <=2pt]
      \node[draw, label=below:the] (the) {\(\mathbf{W}\)};
      \node[draw, right=of the, label=below:cat] (cat) {\(\mathbf{W}\)};
      \node[draw, right=of cat, label=below:sat] (sat) {\(\mathbf{W}\)};
      \node[draw, fit=(the.west) (the.east), pattern=vertical lines, above=of the] (in_the) {};
      \node[draw, fit=(cat.west) (cat.east), pattern=vertical lines, above=of cat] (in_cat) {};
      \node[draw, fit=(sat.west) (sat.east), pattern=vertical lines, above=of sat] (in_sat) {};
      \node[draw, fit={($(cat.west) + (-8pt,0pt)$) ($(cat.east) + (8pt,0pt)$)}, pattern=vertical lines, above=2cm of cat] (in) {};
      \node[draw, above=of in, label=above:mat] (out) {\(\mathbf{b}\), \(\mathbf{U}\)};
      \foreach \word in {the, cat, sat}{%
        \draw[->] (\word) -- (in_\word);
        \draw[->] (in_\word) -- (in);
      }
      \draw[->] (in) -- (out);
      \tikzmarkerwest
      \node[left=of the, outer sep=0] (embed) {embed};
      \node[above=2cm of embed, outer sep=0] (concatenate) {concatenate};
      \node[above=1cm of concatenate, outer sep=0] {softmax};
    \end{tikzpicture}
    \caption{CBOW model}\label{fig:cbow}
  \end{subfigure}
  \begin{subfigure}[b]{0.35\textwidth}
    \centering
    \begin{tikzpicture}[>=latex, shorten >=2pt, shorten <=2pt]
      \node[draw, label=below:cat] (cat) {\(\mathbf{W}\)};
      \node[draw, fit=(cat.west) (cat.east), pattern=vertical lines, above=of cat] (in) {};
      \node[draw, above=2cmof in, label=above:on] (on) {\(\mathbf{b}\), \(\mathbf{U}\)};
      \node[draw, left=of on, label=above:sat] (sat) {\(\mathbf{b}\), \(\mathbf{U}\)};
      \node[draw, right=of on, label=above:the] (the) {\(\mathbf{b}\), \(\mathbf{U}\)};
      \draw[->] (cat) -- (in);
      \foreach \word in {sat, on, the}{%
        \draw[->] (in) -- (\word);
      }
    \end{tikzpicture}
    \caption{Skip\=/gram model}\label{fig:sg}
  \end{subfigure}
  \caption{\protect\Verb+Word2Vec+ with vocabulary size \(V\), context size \(C\), and embedding size \(N\)}
\end{figure}

\begin{figure}
  \centering
  \begin{subfigure}{.33\linewidth}
    \centering
    \begin{tikzpicture}
      \shade [shading=wave, shading angle=90] (0,0) rectangle ++(\linewidth,1) coordinate [pos=.4] (r);
      \tikzmarkereast(r)
    \end{tikzpicture}
    \caption{Reds.}
  \end{subfigure}\hfill
  \begin{subfigure}{.33\linewidth}
    \centering
    \begin{tikzpicture}
      \shade [shading=wave, shading angle=90] (0,0) rectangle ++(\linewidth,1) coordinate [pos=.6] (b);
      \tikzmarkerwest(b)
    \end{tikzpicture}
    \caption{Blues.}
  \end{subfigure}\hfill
  \begin{subfigure}{.33\linewidth}
    \centering
    \begin{tikzpicture}
      \shade [shading=wave, shading angle=90] (0,0) rectangle ++(\linewidth,1) coordinate [pos=.1] (a) coordinate [pos=.5] (b);
      \tikzmarkereast(b)
      \tikzmarkerwest(a)
    \end{tikzpicture}
    \caption{Innards.}
  \end{subfigure}\par
  \caption{Main figure}
\end{figure}
\end{document}

Answer 3

Во-первых, я не редактировал свой первый ответ, потому что он и так может оказаться полезным для некоторых людей.

Этот новый ответ вычисляет поля для подписи. Для этого в преамбуле есть несколько макросов. А затем нужно разместить три команды. Они все без аргументов.

На рисунке сначала должна быть нарисована основная часть (т.е. та часть, под которой должна быть центрирована подпись). Затем она \pgfremembermainxдолжна быть вставлена. Она устанавливает координаты для запоминания самых крайних x-позиций на данный момент. После этого должны быть нарисованы части, перекрывающие основную часть слева и справа.

В самом конце, прямо перед \end{tikzpicture}, должна быть размещена команда \pgfgetoverlap. Она вычисляет перекрытие (относительно основной части) с обеих сторон и сохраняет их в регистрах размеров \overlapleftи \overlapright. Оба устанавливаются глобальными, поэтому их можно использовать после tikzpicture. Примечание: все, что нарисовано после, \pgfgetoverlapне будет учитываться при расчете перекрытия.

И наконец, между tikzpictureи подписью поля задаются с помощью \captionsetmargins. Его эффект локальный, так как он находится в subfigureсреде. Его не следует использовать вне среды, потому что он задаст поля для всех подписей, так как необязательный аргумент ( [subfigure]) здесь использовать нельзя. Конечно, это работает только после изображения, потому что до него перекрытия неизвестны.

\documentclass[a4paper]{scrartcl}

\usepackage{mathtools}
\usepackage{amssymb}

\usepackage[compatibility=false]{caption}
\usepackage[list]{subcaption}

\usepackage{fancyvrb}

\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{patterns, fit, positioning, calc, shapes.arrows}

\usepackage[active, tightpage, floats, displaymath]{preview}

\mathtoolsset{%
  mathic=true
}

% Vectors and matrices
\renewcommand*{\vec}[1]{\mathbf{#1}}
\newcommand{\mat}[1]{\mathbf{#1}}
\newcommand{\trans}{\intercal}

% Operators
\DeclareMathOperator{\rank}{rank}
\DeclareMathOperator*{\argmin}{arg\,min}
\DeclareMathOperator*{\argmax}{arg\,max}

%---------------------------------------------------------------------
% code for automatic setting of caption margins
\makeatletter
\newdimen\overlapleft
\newdimen\overlapright

\newcommand{\pgfremembermainx}{%
    \coordinate (main west) at (current bounding box.west);
    \coordinate (main east) at (current bounding box.east);
}
\newcommand{\pgfgetoverlap}{%
    \pgfextractx{\@tempdima}{%
        \pgfpointdiff{\pgfpointanchor{current bounding box}{west}}%
                     {\pgfpointanchor{main west}{center}}%
    }%
    \global\overlapleft=\@tempdima
    \pgfextractx{\@tempdima}{%
        \pgfpointdiff{\pgfpointanchor{main east}{center}}%
                     {\pgfpointanchor{current bounding box}{east}}%
    }%
    \global\overlapright=\@tempdima
}
\newcommand{\captionsetmargins}{%
    % no additional calculation required here
    \captionsetup{margin={\overlapleft,\overlapright}}%
}
\makeatother
%---------------------------------------------------------------------

\begin{document}
\begin{figure}
  \centering
% not needed here
%  \captionsetup[subfigure]{margin={2.5cm, 0cm}}
  \begin{subfigure}[b]{0.60\textwidth}
    \centering
    \begin{tikzpicture}[>=latex, shorten >=2pt, shorten <=2pt]
      \node[draw, rectangle, label=below:the] (the) {\(\mat W\)};
      \node[draw, rectangle, right=of the, label=below:cat] (cat) {\(\mat W\)};
      \node[draw, rectangle, right=of cat, label=below:sat] (sat) {\(\mat W\)};

      \node[draw, rectangle, fit=(the.west) (the.east), pattern=vertical lines, above=of the] (in_the) {};
      \node[draw, rectangle, fit=(cat.west) (cat.east), pattern=vertical lines, above=of cat] (in_cat) {};
      \node[draw, rectangle, fit=(sat.west) (sat.east), pattern=vertical lines, above=of sat] (in_sat) {};

      \node[draw, rectangle, fit={($(cat.west) + (-8pt,0pt)$) ($(cat.east) + (8pt,0pt)$)}, pattern=vertical lines, above=2cm of cat] (in) {};
      \node[draw, rectangle, above=of in, label=above:mat] (out) {\(\vec b\), \(\mat U\)};

      % remember the x-coordinates of the main part      
      \pgfremembermainx
      % \useasboundingbox was here in the first answer

      % not taken into account for the picture size
      \node[left=of the, outer sep=0] (embed) {embed};
      \node[above=2cm of embed, outer sep=0] (concatenate) {concatenate};
      \node[above=1cm of concatenate, outer sep=0] {softmax};

      % this belongs to the main part, but it doesn't increase its size
      % otherwise it must be moved before \pgfremembermainx
      \foreach \word in {the, cat, sat}{%
        \draw[->] (\word) -- (in_\word);
        \draw[->] (in_\word) -- (in);
      }

      \draw[->] (in) -- (out);

      %for testing, if it also works with overlap to the right
      %\node[draw, right= of sat] {t};

      % must be right before \end{tikzpicture}, everything after it
      % would not be taken into account for the calculation of the overlap
      \pgfgetoverlap
    \end{tikzpicture}
    % setting the caption margins
    % moving this here sets the margin locally (only for the current environment)
    % and here the computed values for the margins are known
    \captionsetmargins
    \caption{CBOW model}\label{fig:cbow}
  \end{subfigure}
% no longer needed
%  \captionsetup[subfigure]{margin={0cm,0cm}}
  \begin{subfigure}[b]{0.35\textwidth}
    \centering
    \begin{tikzpicture}[>=latex, shorten >=2pt, shorten <=2pt]
      \node[draw, rectangle, label=below:cat] (cat) {\(\mat W\)};
      \node[draw, rectangle, fit=(cat.west) (cat.east), pattern=vertical lines, above=of cat] (in) {};
      \node[draw, rectangle, above=2cmof in, label=above:on] (on) {\(\vec b\), \(\mat U\)};
      \node[draw, rectangle, left=of on, label=above:sat] (sat) {\(\vec b\), \(\mat U\)};
      \node[draw, rectangle, right=of on, label=above:the] (the) {\(\vec b\), \(\mat U\)};

      \draw[->] (cat) -- (in);
      \foreach \word in {sat, on, the}{%
        \draw[->] (in) -- (\word);
      }
    \end{tikzpicture}
    \caption{Skip\=/gram model}\label{fig:sg}
  \end{subfigure}
  \caption{\protect\Verb+Word2Vec+ with vocabulary size \(V\), context
    size \(C\), and embedding size \(N\)}
\end{figure}
\end{document}