tikz - 沿弯曲路径渐变

Question

我正在绘制管道（如管道游戏），我希望对它们进行着色，以产生管道呈圆柱形的效果。

有点像下面的管道：外边缘是黑色，中间是白色（我试过了，bottom color=black,middle color=white,bottom color=black但管道只显示为黑色。也许是因为我从线宽而不是填充中获取管道宽度？我愿意改变管道的定义方式，只要我仍然可以轻松地绘制它们，并在管道样式中抽象出细节）。

（图片来源：“管道工游戏”）

有许多问题（例子) 处理沿路径应用渐变（如路径一端为绿色，另一端为红色）；但我希望渐变与该路径垂直。

\documentclass{standalone}
\usepackage{tikz}
\begin{document}

\tikzset{
  pipe/.style = {
    draw,
    rounded corners,
    line width=3mm
  }
}
\begin{tikzpicture}
  % a pipe.
  \draw [pipe] (0, 0) -- (0, 3) -- (1, 3);
\end{tikzpicture}
\end{document}

更新

@Symbol-1 的建议pgf-blur 让我想到了以下几点：我将模糊颜色定义为白色（管道的中心颜色）。由于模糊逐渐变为透明，我首先使用预处理在下面绘制管道的纯色。

但是，为了使模糊效果正确呈现，我需要将直角管道绘制为两个单独的线段，但这些线段不能平滑连接。我可以尝试分别绘制底层管道（平滑），然后绘制模糊（不平滑），但您会发现模糊效果在角落处不太吻合（另外，为每个管道重新定义管道和阴影两次有点麻烦，但我可以忍受这一点）：：

\documentclass{standalone}
\usepackage{tikz}
  \usetikzlibrary{shadows.blur}
\makeatletter
\tikzset{
    /tikz/render blur shadow/.code={
        \pgfbs@savebb
        \pgfsyssoftpath@getcurrentpath{\pgfbs@input@path}%
        \pgfbs@compute@shadow@bbox
        \pgfbs@process@rounding{\pgfbs@input@path}{\pgfbs@fadepath}%
        \pgfbs@apply@canvas@transform
        \colorlet{pstb@shadow@color}{white!\pgfbs@opacity!black}%
        \pgfdeclarefading{shadowfading}{\pgfbs@paint@fading}%
        \pgfsetfillcolor{\blurcolor}%
        \pgfsetfading{shadowfading}%
            {\pgftransformshift{\pgfpoint{\pgfbs@midx}{\pgfbs@midy}}}%
        \pgfbs@usebbox{fill}%
        \pgfbs@restorebb
    }
}
\tikzset{
  basepipe/.style = {
    rounded corners,
    line width=3mm
  },
  pipe/.style = {
    basepipe,
    % shadow stuff
    blur shadow, shadow xshift=0, shadow yshift=0,
    shadow blur radius=1.5mm, shadow opacity=100, shadow blur steps=100,
  }
}
\def\blurcolor{white}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}
  % a pipe.
  \path [preaction={draw,basepipe}][pipe] (0, 0) -- (0, 3) -- cycle (0,3) -- (1, 3);
  % another pipe, without cycle
  \begin{scope}[xshift=1.5cm]
  \path [preaction={draw,basepipe}][pipe] (0, 0) -- (0, 3) -- (1, 3);
  \end{scope}
  % another pipe
  \begin{scope}[xshift=3cm]
  \draw [basepipe] (0,0) -- (0,3) -- (1,3);
  \path [pipe] (0, 0) -- (0, 3) -- cycle (0,3) -- (1, 3);
  \end{scope}
\end{tikzpicture}
\end{document}

有人能帮助我完成最后一步吗？

Answer 1

模糊无法获得圆角的原因在于，如pfg-blur手册中所述，它仅适用于封闭路径，因此如果您希望连接平滑，则必须使用cycle连接所在的位置关闭路径。如果你仔细阅读@Symbol1 的回答你会看到图画是这样的

(a) -- (b) -- cycle (b) -- (c) -- cycle (c) ...

而且，只要有cycle，就相当于模糊的圆角线帽，这就是问题所在。您也可以rounded corners在实际需要时使用line join=round它（模糊路径不会跟随圆角）。因此，我创建了一些样式来帮助绘图：（pipe=<dim>默认值为 15 毫米）用于管道的背景，pipe shading=<dim>（默认值也是 15 毫米）设置模糊的前景并pipe color=<color>设置模糊颜色。然后让我们得到 MWE。

我举了两个例子，一个用line cap=butt，一个用line cap=round。使用 只有一个技巧line cap=butt，即管道有拥有超过 2 个段，即：（\draw (0,0)--(0,3)--cycle (0,3)--(1,3);这是 MWE 中的示例）将不起作用，相反您需要有一个额外的段，即使它不会改变结果，如下所示：\draw (0,0)--(0,1) (0,1)--(0,3)--cycle (0,3)--(1,3);。

平均能量损失

\documentclass[tikz]{standalone}
\usetikzlibrary{shadows.blur}
\makeatletter
\tikzset{
    blur shadow color/.store in=\blurcolor,
    blur shadow color=black,
    render blur shadow/.code={
        \pgfbs@savebb
        \pgfsyssoftpath@getcurrentpath{\pgfbs@input@path}%
        \pgfbs@compute@shadow@bbox
        \pgfbs@process@rounding{\pgfbs@input@path}{\pgfbs@fadepath}%
        \pgfbs@apply@canvas@transform
        \colorlet{pstb@shadow@color}{white!\pgfbs@opacity!black}%
        \pgfdeclarefading{shadowfading}{\pgfbs@paint@fading}%
        \pgfsetfillcolor{\blurcolor}%
        \pgfsetfading{shadowfading}%
            {\pgftransformshift{\pgfpoint{\pgfbs@midx}{\pgfbs@midy}}}%
        \pgfbs@usebbox{fill}%
        \pgfbs@restorebb
    },
    pipe color/.style={blur shadow color=#1},
    pipe/.style={line cap=round, line join=round, line width=#1},pipe/.default={15mm},
    pipe shading/.style={blur shadow,shadow xshift=0,shadow yshift=0,shadow opacity=100,shadow blur steps=100, shadow blur radius=#1/2},pipe shading/.default={15mm}
}
\begin{document}
    \begin{tikzpicture}
        \draw[pipe, line cap=butt] (1,0)--(1,6)--(6,6)--(7,4)--(9,4);
        \path[pipe color=white, pipe shading]
        (1,0)--(1,6)
        (1,6)--(6,6)--cycle
        (6,6)--(7,4)--cycle
        (7,4)--(9,4);
        \begin{scope}[yshift=-7.5cm]
        \draw[pipe=10mm] (1,0)--(1,6)--(6,6)--(7,4)--(9,4);
        \path[pipe color=gray, pipe shading=10mm]
        (1,0)--(1,6)--cycle
        (1,6)--(6,6)--cycle
        (6,6)--(7,4)--cycle
        (7,4)--(9,4)--cycle;
        \end{scope}
    \end{tikzpicture}
\end{document}

请注意，带有 的绘图如何line cap=butt使路径的起始和结束段变得模糊，而不带有cycle，因为 的使用cycle引入了相当于圆形模糊线帽的效果，这也负责连接的视觉效果。