knots: Команда \strand, похоже, оказывает странное воздействие на команду \clip

Question

При более детальном тестировании выяснилось, что это не ошибка ни в одном из них, hobbyни knotsв , а «особенность» их взаимодействия, которая, вероятно, должна быть где-то задокументирована.

Чтобы создать замкнутую кривую хобби, можно ввести:

\draw[closed] (0,0) .. (1,1) .. (0,2) .. (-1,1) .. (0,0);

а closedуказывает на то, что кривую следует рассматривать как замкнутую кривую, а не как кривую, конечные точки которой находятся в одной точке ( hobbyболее подробную информацию об этом различии см. в документации).

Теперь опция closedв \drawкоманде немного не к месту, потому что TikZ в этот момент не знает, что кривая хобби уже на подходе. Поэтому нам нужно сохранить эту команду и фактически сказать «примени это к следующей кривой хобби, с которой ты столкнешься». В конце концов, на пути могут быть некоторые нехобби-вещи до того, как будет создана кривая хобби.

Обычно это все хорошо и хорошо, и это самый простой способ указать, что кривая хобби должна быть замкнутой. Но иногда нам нужен более тонкий контроль, например, если мы используем две конструкции хобби на одном пути. В этой ситуации мы можем добавить опцию closedк координате в пути хобби. Таким образом, любой из следующих вариантов нарисует тот же путь, что и выше:

\draw ([closed]0,0) .. (1,1) .. (0,2) .. (-1,1) .. (0,0);
\draw (0,0) .. ([closed]1,1) .. (0,2) .. (-1,1) .. (0,0);
\draw (0,0) .. (1,1) .. (0,2) .. (-1,1) .. ([closed]0,0);

Во втором и третьем из них TikZ знает, что он строит хобби-путь, и поэтому может сказать: «Ладно, мы закроемэтотpath.". В первом случае конструкция хобби не была запущена (что происходит в первом случае ..), поэтомучто closedпо-прежнему "Примени это к следующему хобби". Но это небольшая формальность.

После того, как параметры применены к пути хобби, будь то из более ранней настройки стиля или из параметров, собранных из координат, ониочищены(и в целом). Если что-то пойдет не так с расчисткой, то есть стиль clear next Hobby path options, который можно использовать, чтобысилаочистите параметры.

Так же как hobbyи вести себя должным образом.

Давайте обратимся к knots. Когда вы определяете нить, (через \strand), то путь используетсямного. Если ничего другого, он используется для рисования самой нити, а затем для вырезания кусочков из нитей, по которым он проходит (так что для каждого пересечения нить перерисовывается). Все становится еще хуже, когда consider self intersectionsиспользуется ключ, потому что это требует разделения нити на компоненты и рассмотрения каждой из них отдельно. Поэтому нить рисуетсямного раз.

Каждый раз, когда он рисуется, его нужно стилизовать. Поэтому \strandсохраняет свои параметры стиля и вызывает их заново каждый раз, когда нить рисуется. Обычно это именно то, что нужно. Но параметры, которые влияют настроительствопути здесь не нужны, так как путь уже построен. Обычно это не имеет значения - такие варианты обычно отбрасываются.

Но не closedвариант для хобби-путей. Поскольку это команда с отложенным действием, она висит в ожидании следующего хобби-путя. Хобби-путь, который былимел в видуибо был построен и с ним разобрались. Поэтому он терпеливо ждет следующего. И поскольку этот следующий не должен быть закрыт, вы получаете сюрприз, который вы сделали.

Ладно, перейдем к решениям. Самое простое и, ИМХО, лучшее решение — переместить из closedв \strandодну из координат.

        \strand[very thick,black] 
                ([closed]0.4,1) .. (0,2) .. (-2,3) 
                        .. (-4.8,0) .. (-2,-3) 
                        .. (0,-2) .. (0.4,-1) 
                        .. (0,0) .. (-0.4,1) 
                        .. (0,2) .. (2,3) 
                        .. (4.8,0) .. (2,-3) 
                        .. (0,-2) .. (-0.4,-1) .. (0,0);

Альтернативой было бы поместить ключ clear next Hobby path optionsперед путем, который запутывается. Мне это не кажется таким уж элегантным, но я упоминаю это как альтернативу.

Можно утверждать, что когда начинается путь, он должен очищать опции, чтобы каждый путь начинался с чистого листа. Однако, чтобы сделать это надежным, потребуется подключиться к механизму определения области действия TikZ на немного более глубоком уровне, чем я делал до сих пор с пакетом хобби. Так что это то, что я буду иметь в виду, если обнаружу, что мне нужно подключиться по другой причине, но пока я оставлю это на заднем плане.

Учитывая все это, вот мое рекомендуемое решение:

\documentclass{standalone}
% \url{https://tex.stackexchange.com/q/505080/86}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{knots}
\usetikzlibrary{hobby}
\begin{document}
    \definecolor{skyblue}{RGB}{60,120,234}
    \scalebox{0.3}{\begin{tikzpicture}[use Hobby shortcut]
        \pgfdeclarelayer{foreground}
        \pgfsetlayers{main,foreground}
        \begin{pgfonlayer}{foreground}
            \begin{scope}
                \clip (-2,3) .. (0,2) .. (0.4,1)
                            .. (0,0) .. (-0.4,-1)
                            .. (0,-2) .. (2,-3)
                            .. (4.8,0) .. (2,3)
                            .. (0,2) .. (-0.4,1) -- (-2,3);
                \clip (-2,-3) .. (0,-2) .. (0.4,-1)
                            .. (0,0) .. (-0.4,1)
                            .. (0,2) .. (2,3)
                            .. (4.8,0) .. (2,-3)
                            .. (0,-2) .. (-0.4,-1) -- (-2,-3);  
                \fill[skyblue,opacity=0.2] (-4.8,-3) rectangle (4.8,3);
            \end{scope}
            \begin{scope}
                \clip (2,3) .. (0,2) .. (-0.4,1)
                            .. (0,0) .. (0.4,-1)
                            .. (0,-2) .. (-2,-3)
                            .. (-4.8,0) .. (-2,3)
                            .. (0,2) .. (0.4,1) -- (2,3);
                \clip (2,-3) .. (0,-2) .. (-0.4,-1)
                            .. (0,0) .. (0.4,1)
                            .. (0,2) .. (-2,3)
                            .. (-4.8,0) .. (-2,-3)
                            .. (0,-2) .. (0.4,-1) -- (2,-3);  
                \fill[skyblue,opacity=0.2] (-4.8,-3) rectangle (4.8,3);
            \end{scope}    
            \draw (-2.2,0) node[scale=3] {$+$};
            \draw (2.2,0) node[scale=3] {$-$};
            \draw (5,2.5) node[scale=3] {$M$};
        \end{pgfonlayer}
        \begin{knot}[
                        consider self intersections,
                        clip width=10,
                        clip radius=0.5cm,
                        ignore endpoint intersections=false,
                        flip crossing/.list={6,14}
                    ]
            \strand[very thick,black]
                    ([closed]0.4,1) .. (0,2) .. (-2,3) 
                            .. (-4.8,0) .. (-2,-3) 
                            .. (0,-2) .. (0.4,-1) 
                            .. (0,0) .. (-0.4,1) 
                            .. (0,2) .. (2,3) 
                            .. (4.8,0) .. (2,-3) 
                            .. (0,-2) .. (-0.4,-1) .. (0,0);
        \end{knot}
    \end{tikzpicture}}

    \scalebox{0.3}{\begin{tikzpicture}[use Hobby shortcut]
        \pgfdeclarelayer{foreground}
        \pgfsetlayers{main,foreground}
        \begin{pgfonlayer}{foreground}
            \begin{scope}
                \clip (-2,3) .. (0,2) .. (0.4,1)
                            .. (0,0) .. (-0.4,-1)
                            .. (0,-2) .. (2,-3)
                            .. (4.8,0) .. (2,3)
                            .. (0,2) .. (-0.4,1) -- (-2,3);
                \clip (-2,-3) .. (0,-2) .. (0.4,-1)
                            .. (0,0) .. (-0.4,1)
                            .. (0,2) .. (2,3)
                            .. (4.8,0) .. (2,-3)
                            .. (0,-2) .. (-0.4,-1) -- (-2,-3);  
                \fill[skyblue,opacity=0.2] (-4.8,-3) rectangle (4.8,3);
            \end{scope}
            \begin{scope}
                \clip (2,3) .. (0,2) .. (-0.4,1)
                            .. (0,0) .. (0.4,-1)
                            .. (0,-2) .. (-2,-3)
                            .. (-4.8,0) .. (-2,3)
                            .. (0,2) .. (0.4,1) -- (2,3);
                \clip (2,-3) .. (0,-2) .. (-0.4,-1)
                            .. (0,0) .. (0.4,1)
                            .. (0,2) .. (-2,3)
                            .. (-4.8,0) .. (-2,-3)
                            .. (0,-2) .. (0.4,-1) -- (2,-3);  
                \fill[skyblue,opacity=0.2] (-4.8,-3) rectangle (4.8,3);
            \end{scope}    
            \draw (-2.2,0) node[scale=3] {$+$};
            \draw (2.2,0) node[scale=3] {$-$};
            \draw (5,2.5) node[scale=3] {$M$};
        \end{pgfonlayer}
        \begin{knot}[
                        consider self intersections,
                        clip width=10,
                        clip radius=0.5cm,
                        ignore endpoint intersections=false,
                        flip crossing/.list={6,14}
                    ]
            \strand[very thick,black] 
                    ([closed]0.4,1) .. (0,2) .. (-2,3) 
                            .. (-4.8,0) .. (-2,-3) 
                            .. (0,-2) .. (0.4,-1) 
                            .. (0,0) .. (-0.4,1) 
                            .. (0,2) .. (2,3) 
                            .. (4.8,0) .. (2,-3) 
                            .. (0,-2) .. (-0.4,-1) .. (0,0);
        \end{knot}
    \end{tikzpicture}}
\end{document}

Answer 1