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使用 TikZ 绘制 3D 立方体的最简单方法是什么？

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使用 TikZ 绘制 3D 立方体的最简单方法是什么？

我正在尝试找到使用 TikZ 绘制 3D 立方体（用于我的 UML 图）的最简单方法。您能举个例子吗？

像这样： 在此处输入图片描述

答案1

我确信还有更好的方法，但这里有一个：

\documentclass{article}
\usepackage{tikz}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}
\pgfmathsetmacro{\cubex}{2}
\pgfmathsetmacro{\cubey}{1}
\pgfmathsetmacro{\cubez}{1}
\draw[red,fill=yellow] (0,0,0) -- ++(-\cubex,0,0) -- ++(0,-\cubey,0) -- ++(\cubex,0,0) -- cycle;
\draw[red,fill=yellow] (0,0,0) -- ++(0,0,-\cubez) -- ++(0,-\cubey,0) -- ++(0,0,\cubez) -- cycle;
\draw[red,fill=yellow] (0,0,0) -- ++(-\cubex,0,0) -- ++(0,0,-\cubez) -- ++(\cubex,0,0) -- cycle;
\end{tikzpicture}
\end{document}

在此处输入图片描述

答案2

绘制立方体似乎是一项相当常见的任务！这里还有其他一些涉及绘制立方体的问题。将它们合并并不总是正确的，但我认为值得做的不仅仅是链接。所以这个答案是一个社区 Wiki（因此几乎任何人都可以更新它）列表，列出了这里的其他立方体问题。目的是从答案中包含至少一张代表性图片。

  1. 需要帮助从 TikZ 中的一组 2D 节点创建 3D 立方体

    汤姆·邦巴迪尔这里的答案已经很好地概括出来了，表明他已经掌握了立方体和圆环的知识。

    立方体

  2. 如何用 TikZ 绘制一个所有面都有不同颜色的立方体？

    接受的答案产生第一张图像，第二张图像来自同一问题：

    在此处输入图片描述 透明立方体

  3. 有没有办法在路径的“内部”或“外部”绘制 TikZ 线？

    虽然显然不是关于立方体的，但动机是绘制一个立方体并使其角正确。

    有角的立方体

  4. 如何用 LaTeX 绘制平行六面体和立方体？

一回答提供pic用于绘制带注释的长方体，如下所示：

带注释的长方体

答案3

由于您想将其用于 UML 图，我认为自定义节点形状是正确的选择。它的开销要大得多，并且需要深入了解 PGF，但好处是它的绘图代码看起来就像任何其他 TikZ 代码一样：

\documentclass{article}
\usepackage{tikz}

\makeatletter
\pgfkeys{/pgf/.cd,
  parallelepiped offset x/.initial=2mm,
  parallelepiped offset y/.initial=2mm
}
\pgfdeclareshape{parallelepiped}
{
  \inheritsavedanchors[from=rectangle] % this is nearly a rectangle
  \inheritanchorborder[from=rectangle]
  \inheritanchor[from=rectangle]{north}
  \inheritanchor[from=rectangle]{north west}
  \inheritanchor[from=rectangle]{north east}
  \inheritanchor[from=rectangle]{center}
  \inheritanchor[from=rectangle]{west}
  \inheritanchor[from=rectangle]{east}
  \inheritanchor[from=rectangle]{mid}
  \inheritanchor[from=rectangle]{mid west}
  \inheritanchor[from=rectangle]{mid east}
  \inheritanchor[from=rectangle]{base}
  \inheritanchor[from=rectangle]{base west}
  \inheritanchor[from=rectangle]{base east}
  \inheritanchor[from=rectangle]{south}
  \inheritanchor[from=rectangle]{south west}
  \inheritanchor[from=rectangle]{south east}
  \backgroundpath{
    % store lower right in xa/ya and upper right in xb/yb
    \southwest \pgf@xa=\pgf@x \pgf@ya=\pgf@y
    \northeast \pgf@xb=\pgf@x \pgf@yb=\pgf@y
    \pgfmathsetlength\pgfutil@tempdima{\pgfkeysvalueof{/pgf/parallelepiped offset x}}
    \pgfmathsetlength\pgfutil@tempdimb{\pgfkeysvalueof{/pgf/parallelepiped offset y}}
    \def\ppd@offset{\pgfpoint{\pgfutil@tempdima}{\pgfutil@tempdimb}}
    \pgfpathmoveto{\pgfqpoint{\pgf@xa}{\pgf@ya}}
    \pgfpathlineto{\pgfqpoint{\pgf@xb}{\pgf@ya}}
    \pgfpathlineto{\pgfqpoint{\pgf@xb}{\pgf@yb}}
    \pgfpathlineto{\pgfqpoint{\pgf@xa}{\pgf@yb}}
    \pgfpathclose
    \pgfpathmoveto{\pgfqpoint{\pgf@xb}{\pgf@ya}}
    \pgfpathlineto{\pgfpointadd{\pgfpoint{\pgf@xb}{\pgf@ya}}{\ppd@offset}}
    \pgfpathlineto{\pgfpointadd{\pgfpoint{\pgf@xb}{\pgf@yb}}{\ppd@offset}}
    \pgfpathlineto{\pgfpointadd{\pgfpoint{\pgf@xa}{\pgf@yb}}{\ppd@offset}}
    \pgfpathlineto{\pgfqpoint{\pgf@xa}{\pgf@yb}}
    \pgfpathmoveto{\pgfqpoint{\pgf@xb}{\pgf@yb}}
    \pgfpathlineto{\pgfpointadd{\pgfpoint{\pgf@xb}{\pgf@yb}}{\ppd@offset}}
  }
}
\makeatother

\begin{document}
\begin{tikzpicture}
\node[parallelepiped,draw=red,fill=yellow,
  minimum width=2.5cm,minimum height=1.5cm] (1) {Node One};
\node[parallelepiped,draw=blue,fill=green,
  minimum height=2.5cm,minimum width=1.5cm,parallelepiped offset x=4mm] (2)
 at (6,0) {Node Two};
 \draw[ultra thick, ->] (1) -- (2);
\end{tikzpicture}
\end{document}

示例代码输出

查看pgflibraryshapes.*.code.texPGF 发行版中的文件以了解如何执行此类操作。我从一个cross out节点副本开始，像这个一样，它从rectangle节点继承。进一步的增强是将锚点添加到右侧/顶部面/边缘，但正如您所猜想的那样，我已经花了足够多的时间在这上面了。:-D

答案4

这个问题已经有很多不错的答案，但我想推广3dTikZ 库，它使使用三维坐标操作简单对象变得更容易。这是一个符合 Stefan 精神的解决方案：

\documentclass{article}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{3d}
\begin{document}

\begin{tikzpicture}[x  = {(0.5cm,0.5cm)},
                    y  = {(0.95cm,-0.25cm)},
                    z  = {(0cm,0.9cm)}]
\begin{scope}[canvas is yz plane at x=-1]
  \shade[left color=blue!50,right color=blue!20] (-1,-1) rectangle (1,1);
\end{scope}
\begin{scope}[canvas is xz plane at y=1]
  \shade[right color=blue!70,left color=blue!20] (-1,-1) rectangle (1,1);
\end{scope}
\begin{scope}[canvas is yx plane at z=1]
  \shade[top color=blue!80,bottom color=blue!20] (-1,-1) rectangle (1,1);
\end{scope}
\end{tikzpicture}
\end{document}

同样，棘手的部分是微调透视和阴影，但在我看来，该canvas选项提供了一种以 3D 形式绘制的简单方法。

在此处输入图片描述

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