在轴环境中使用 \draw 进行装饰

Question

我正在尝试使用 pgfplots 绘制垂直于曲面的矢量。这是我的 MWE 和结果：

\documentclass[tikz,margin=5pt]{standalone}

\usetikzlibrary{decorations.markings}
\usepackage{pgfplots}
\pgfplotsset{compat=newest}

\tikzset{test/.style={
    postaction={decorate},
    decoration={
        markings,
        mark=between positions 0.0 and 0.1 step 0.01
        with { \draw[-latex] (0,0) -- (0,-5); }
        }
    }
}

\begin{document}

\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[
    xmin=0, ymin=0, xmax=50, ymax=50,
    unit vector ratio*=1 1 1]
\addplot[smooth cycle, test] coordinates {
    (0.0, 0.0)
    (20.0, 15.0)
    (40.0, 30.0)
    (0.0, 40.0)};
\end{axis};

\end{tikzpicture}

\end{document}

但是，如果我改变轴限制，例如设置

\begin{axis}[
    xmin=-20, ymin=0, xmax=50, ymax=50,
    unit vector ratio*=1 1 1]

我得到以下输出：

我也通过将一些数据坐标设置为负值来获得类似的行为，例如

\addplot[smooth cycle, test] coordinates {
    (0.0, 0.0)
    (20.0, 15.0)
    (40.0, 30.0)
    (-20.0, 40.0)};

问题是如何正确使用 \draw 来装饰 pgfplots 轴环境？

Answer 1

装饰设置中的坐标需要相对坐标系，axis direction cs（或rel axis cs），默认坐标系为绝对坐标，即 axis cs。

\draw[-latex] (axis direction cs:0,0) -- (axis direction cs:0,-5);

完整示例：

\documentclass[tikz,margin=5pt]{standalone}

\usetikzlibrary{decorations.markings}
\usepackage{pgfplots}
\pgfplotsset{compat=newest}

\tikzset{test/.style={
    postaction={decorate},
    decoration={
        markings,
        mark=between positions 0.0 and 0.1 step 0.01
        with {
          \draw[-latex] (axis direction cs:0,0) -- (axis direction cs:0,-5);
        }
    }
}}

\begin{document}

\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[
    xmin=-20, ymin=-5, xmax=50, ymax=50,
    % xmin=0, ymin=0, xmax=50, ymax=50,
    unit vector ratio*=1 1 1]
\addplot[smooth cycle, test] coordinates {
    (0.0, 0.0)
    (20.0, 15.0)
    (40.0, 30.0)
    (0.0, 40.0)};
\end{axis};

\end{tikzpicture}
\end{document}