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圆形与拱形的缩短——正常还是错误？

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圆形与拱形的缩短——正常还是错误？

当我使用 pgf 中的圆弧绘制拱门时，拱门路径精确地适合相应（即具有相同半径）圆的路径（附图中的黑底红线）。当我将缩短应用于圆弧路径时，它不适合，变得扭曲（蓝线与黑线/红线）。这是正常的还是只是一个错误？期望缩短的圆弧路径精确地适合圆路径是不正确的？如果这不是一个错误，如何解释？

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绘图的 Latex 代码：

\documentclass{article}
\usepackage{tikz}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}
\coordinate (C) at (4,4);
\draw[line width=2pt] (C) circle (4cm);
\draw[very thick,red] (C) ++(170:4cm) arc (170:60:4cm);
\draw[very thick,blue,shorten <=20pt,shorten >=20pt] (C) ++(170:4cm) arc (170:60:4cm);
\end{tikzpicture}
\end{document}

答案1

\documentclass[tikz,border=5mm]{standalone}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}
\draw[yellow!80!black,ultra thick,-latex] (90:4cm)--+(-5mm,0)--+(45mm,0);
\foreach\x[evaluate=\x as \xi using 2.5*\x] in {0,4,...,40}
\draw[blue!\xi!red,shorten >=\x mm] (0,0)++(0:4cm) arc (0:90:4cm);
\end{tikzpicture}

\begin{tikzpicture}
\node[text width=2.6cm,above] (a) {A curve ending with a tangent angle opposite of green line};
\draw[latex-,thick] (0,0) arc (70:20:4cm);
\draw[thick,green,-latex] (0,0) -- ++(160:-2.5cm) 
          node[align=right,right] {shortening\\direction};

% Shortens
\draw[blue!10,shorten <=50pt] (0,0) arc (70:20:4cm);
\draw[blue!10,shorten <=70pt] (0,0) arc (70:20:4cm);
% Negative shortening means extension
\draw[red!10,thin,shorten <=-30pt] (0,0) arc (70:20:4cm);
\end{tikzpicture}
\end{document}

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答案2

TikZ 中的曲线始终是贝塞尔曲线，当 TikZ 缩短贝塞尔曲线时，它会沿切线方向移动端点。对于圆弧，这会使其变形，使其不再是圆弧。

我的spath3库实现了一种沿路径长度缩短路径的方法。它不保证精确的缩短时的长度，但保证缩短的路径与原始路径重合。

\documentclass{article}
%\url{https://tex.stackexchange.com/q/169401/86}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{spath3}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}
\coordinate (C) at (4,4);
\draw[line width=4pt] (C) circle[radius=4cm];
\draw[line width=3pt,red] (C) ++(170:4cm) arc[start angle=170, end angle=60, radius=4cm];
\draw[line width=2pt,blue,shorten <=20pt,shorten >=20pt] (C) ++(170:4cm) arc[start angle=170, end angle=60, radius=4cm];
\draw[line width=1pt,green] (C) ++(170:4cm) arc[start angle=170, end angle=60, radius=4cm] [spath/remove empty components=current,spath/shorten at both ends={current}{20pt}];
\end{tikzpicture}
\end{document}

请注意，在撰写本文时，我注意到库中有一个错误，这意味着它需要来自的版本github上班。

缩短弧

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