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使用 TikZ 在 LaTeX 中创建图表

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使用 TikZ 在 LaTeX 中创建图表

我对在 LaTeX 中生成图表的概念还比较陌生，不知道 LaTeX 是否能够生成我想要创建的图表。该图表如下所示：

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我希望有人能为我指明正确的方向，告诉我如何创建这样的图表。仅供参考，这是在 Powerpoint 中生成的，当我将其作为图像插入 LaTeX 时，分辨率非常差，而且我最终想在图表中添加一些文本。我已经开始使用 TikZ，在阅读手册时学到了很多东西，但我不知道如何创建像这里显示的图表。

编辑：最终，我希望在图表上添加一些文字，展示水柱内发生的一些过程。目前，我只是单独生成了图表的特征，即为表面创建一个正弦波，使用“张力”表示湖泊的形状，然后用直线将它们连接在一起。看来我采用的方法相当冗长，最终不会产生好的结果。

答案1

更新：改进了代码，并添加了解释和更多示例（在第一个图之后）。

这是一个“工匠”的解决方案，我对坑底的控制点进行了一些微调。

\documentclass{article}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{decorations.pathmorphing,calc}
\begin{document}
\usetikzlibrary{decorations.pathmorphing,calc}
\begin{tikzpicture}
% Define some reference points 
% The figure is drawn a bit bigger, and then clipped to the following dimensions:
\coordinate (clipping area) at (10, 7);
\clip (0,0) rectangle (clipping area);

% Next reference points are relative to the lower left corner of the clipping area
\coordinate (water level) at (0, 6);
\coordinate (bottom)      at (5, 1.3);     % (bottom of the pit)
\coordinate (ground1)     at (0, 5);       % (left shore)
\coordinate (ground2)     at (10, 5);      % (right shore)

% Coordinates of the bigger area really drawn
\coordinate (lower left)  at ([xshift=-5mm, yshift=-5mm] 0,0);
\coordinate (upper right) at ([xshift=5mm,  yshift=5mm] clipping area);

% Draw the water and ripples
\draw [draw=blue!80!black, decoration={bumps, mirror, segment length=6mm}, decorate,
     bottom color=cyan!60!black, top color=blue!20!white] 
  (lower left) rectangle (water level-|upper right);

% Draw the ground
\draw [draw=brown!30!black, fill=brown] 
  (lower left) -- (lower left|-ground1)  --
  (ground1) .. controls ($(ground1)!.3!(bottom)$) and (bottom-|ground1) ..
  (bottom) .. controls (bottom-|ground2) and ($(ground2)!.3!(bottom)$) .. 
  (ground2) -- (ground2-|upper right) -- (lower left-|upper right) -- cycle;

% \draw[dotted](0,0) rectangle (clipping area);

\end{tikzpicture}
\end{document}

结果：

水和土地

一些解释：

  • 图形绘制得比所示区域大，然后被剪裁。这样更容易绘制水并去除地面的边界。为了澄清这一点，您可以通过删除以 开头的线\clip并在图形末尾添加以下线来显示剪裁区域：

    \draw[dotted](0,0) rectangle (clipping area);

    你会得到：

    裁剪区域

  • 我充分利用了交叉点坐标系，即：语法(node1|-node2)，意思是“位于 的垂直node1和 的水平的坐标node2，即位于(node1.x, node2.y)（如果此语法在 tikz 中可用）

  • 我定义了一些“参考点”，以便更容易定制图形。例如，可以通过更改是的坐标ground2，例如：

    \coordinate (ground2)     at (10, 3);      % (right shore)

    （参见下列项目符号后的结果）

  • 原点(0,0)位于裁剪区域的左下角，这样更容易在指定点添加标签，但也可以使用命名坐标等(bottom)，(water level)以及使用相对坐标来实现更大的简单性和灵活性。例如：

    \draw[>=stealth, <->] (bottom) -- (bottom|-water level) node[right, midway] {7m};
\draw[>=stealth, <-] ([shift={(-3mm,-8mm)}] ground2) -- +(-1,2) node[above] {Plateau};

    添加这些线（并且改变垂直位置）的结果(ground2)如下：

    结果

答案2

我想到了一个相当非正统的方法：

\documentclass{minimal}
\usepackage{tikz}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}[domain=-1.12:1.12,samples=150] 
    \fill[fill=brown] (-1.12,-0.2) -- plot [domain=-1.12:1.12] (\x,{sin((\x)^4 r)}) -- (1.12,-0.2) -- cycle;
    \shadedraw[top color=cyan,bottom color=blue,draw=none](-1.12,1.2) -- plot [domain=-1.12:1.12] (\x,{sin((\x)^4 r)}) -- (1.12,1.2) -- cycle;
    \end{tikzpicture}
\end{document}

结果是：

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