PGFPlots - 填充两条曲线之间的区域

Question

最近我发现了 Stack Exchange 社区提供的一个很好的例子，fillbetween用于填充曲线和常数（见第一张图片）。我特别喜欢它，因为区域的颜色会根据曲线大于或小于常数而变化。这是通过findintersectionsJake 提供的功能实现的（解决方案链接）。不过，我认为如果它能填充两条曲线（见第二幅图）。我在下面提供了一个 MWE，它有两条曲线和一个常数。有人能提供一个解决方案，将两条曲线相互比较吗？然后根据哪条曲线大于另一条曲线，更改曲线之间的颜色？我认为这样做对于难以解释的图表非常有用，因为两条曲线之间的差异很小，而且重叠很多。

梅威瑟：

\documentclass{article}

\usepackage{pgfplots}
\usepackage{pgfplotstable}
\usepackage{filecontents}
\usetikzlibrary{calc}
\begin{filecontents}{data.dat}
0 0.2
1 0.217
2 0.255
3 0.288
6 0.58
7 0.91
8 1.02
10 1.05
12 0.92
13 0.78
15 0.56
17 1.1
\end{filecontents}
\begin{filecontents}{data2.dat}
    0 1.2
    1 0.8
    2 0.6
    3 0.20
    6 0.4
    7 0.5
    8 1.5
    10 1.5
    12 0.5
    13 0.9
    15 0.4
    17 1.1
\end{filecontents}

\pgfplotstableread{data.dat}\data
\pgfplotstableread{data2.dat}\datas

\newcommand\findintersections[2]{
    \def\prevcell{#1}
    \pgfplotstableforeachcolumnelement{1}\of#2\as\cell{%
        \pgfmathparse{!or(
            and(
                \prevcell>#1,\cell>#1
            ),
            and(
                \prevcell<#1,\cell<#1
            )
        )}

        \ifnum\pgfmathresult=1
            \pgfplotstablegetelem{\pgfplotstablerow}{0}\of{\data} \let\xb=\pgfplotsretval
            \pgfplotstablegetelem{\pgfplotstablerow}{1}\of{\data} \let\yb=\pgfplotsretval
            \pgfmathtruncatemacro\previousrow{ifthenelse(\pgfplotstablerow>0,\pgfplotstablerow-1,0)}
            \pgfplotstablegetelem{\previousrow}{0}\of{\data} \let\xa=\pgfplotsretval
            \pgfplotstablegetelem{\previousrow}{1}\of{\data} \let\ya=\pgfplotsretval
            \pgfmathsetmacro\newx{
                \xa+(\ya-#1)/(ifthenelse(\yb==\ya,1,\ya-\yb) )*(\xb-\xa)    }

            \edef\test{\noexpand\pgfplotstableread[col sep=comma,row sep=crcr,header=has colnames]{
                0,1\noexpand\\
                \newx,#1\noexpand\\
            }\noexpand\newrow}
            \test
            \pgfplotstablevertcat\interpolated{\newrow}
        \fi
        \let\prevcell=\cell
    }
    \pgfplotstablevertcat\interpolated{#2}
    \pgfplotstablesort[sort cmp={float <}]\interpolated{\interpolated}
    \pgfplotstableset{
        create on use/above line/.style={
            create col/expr={max(\thisrow{1},#1)}
        },
        create on use/below line/.style={
            create col/expr={min(\thisrow{1},#1)}
        },
    }
}


\begin{document}
\pgfplotsset{compat=newest} % For nicer label placement

\findintersections{0.9}{\data}

\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[
    xlabel=Time of day,
    ylabel=Volume,
    ytick=\empty,
    axis x line=bottom,
    axis y line=left,
    enlargelimits=true
    ]
\addplot[fill,gray!20!white,no markers,line width=2pt] table [y=above line] {\interpolated} |- (current plot begin);
\addplot[fill,yellow!20!white,no markers,line width=2pt] table [y=below line] {\interpolated} |- (current plot begin);
\addplot[orange,no markers,line width=2pt,domain=-1:20] {0.9};
\addplot[blue,line width=2pt,mark=*] table  {\data};
\addplot[red,line width=2pt,mark=*] table  {\datas};
\end{axis}
\end{tikzpicture}

\end{document}

Answer 1

从pgfplots1.10 版本开始您可以加载库fillbetween：

\documentclass{article}
\usepackage{pgfplotstable}
\pgfplotsset{compat=1.15}% current version is 1.15
\usepgfplotslibrary{fillbetween}
\usepackage{filecontents}
\begin{filecontents}{data.dat}
0 0.2
1 0.217
2 0.255
3 0.288
6 0.58
7 0.91
8 1.02
10 1.05
12 0.92
13 0.78
15 0.56
17 1.1
\end{filecontents}
\begin{filecontents}{data2.dat}
0 1.2
1 0.8
2 0.6
3 0.20
6 0.4
7 0.5
8 1.5
10 1.5
12 0.5
13 0.9
15 0.4
17 1.1
\end{filecontents}

\pgfplotstableread{data.dat}\data
\pgfplotstableread{data2.dat}\datas

\begin{document}
\begin{tikzpicture}
  \begin{axis}[
      xlabel=Time of day,
      ylabel=Volume,
      ytick=\empty,
      axis x line=bottom,
      axis y line=left,
      enlargelimits=true
    ]
  \addplot[name path=plot1,blue,line width=2pt,mark=*] table {\data};
  \addplot[name path=plot2,red,line width=2pt,mark=*]  table {\datas};
  \addplot fill between[ 
    of = plot1 and plot2, 
    split, % calculate segments
    every even segment/.style = {yellow!20!white},
    every odd segment/.style ={gray!20!white}
  ]; 
  \end{axis}
\end{tikzpicture}
\end{document}

结果是

---

如果axis background可以填充白色，而您只想将红色曲线高于蓝色曲线的区域涂成黄色，则可以使用

\documentclass{article}
\usepackage{pgfplotstable}
\pgfplotsset{compat=1.15}% current version is 1.15
\usepgfplotslibrary{fillbetween}
\usepackage{filecontents}
\begin{filecontents}{data.dat}
0 0.2
1 0.217
2 0.255
3 0.288
6 0.58
7 0.91
8 1.02
10 1.05
12 0.92
13 0.78
15 0.56
17 1.1
\end{filecontents}
\begin{filecontents}{data2.dat}
0 1.2
1 0.8
2 0.6
3 0.288
4 1
6 0.4
7 0.5
8 1.5
10 1.5
12 0.5
13 0.9
15 0.4
17 1.1
\end{filecontents}

\pgfplotstableread{data.dat}\data
\pgfplotstableread{data2.dat}\datas

\begin{document}
\begin{tikzpicture}
  \begin{axis}[
      xlabel=Time of day,
      ylabel=Volume,
      ytick=\empty,
      axis x line=bottom,
      axis y line=left,
      enlargelimits=true,
      axis background/.style={fill=white}
    ]
  \addplot[name path=plot1,blue,line width=2pt,mark=*] table {\data};
  \addplot[name path=plot2,red,line width=2pt,mark=*]  table {\datas};
  \path[name path=xaxis](current axis.south west)--(current axis.south east);
  \addplot[yellow!20!white] fill between[ 
    of = plot1 and plot2,
    split
  ];
  \addplot[axis background] fill between[of = plot1 and xaxis];
  \end{axis}
\end{tikzpicture}
\end{document}

结果是（我改变了数据文件中的某些值）

不幸的是，我没有找到一个解决方案，可以在同一张图片中将红色曲线较高的区域涂成黄色，将红色曲线较低的区域涂成灰色。

Answer 2

您可以使用every segment no <index>此处的语法来指定每个填充段的格式。请参阅手册的第 4.5.10 节和第 5.7.2 - 5.7.4 节PgfPlots。

另一个选项是为路径创建两个数据系列，定义两组数据之间差异的上限和下限。它们
可以用作定义填充区域的辅助程序，就像在 esdd 的答案中使用 x 轴作为辅助程序一样，但这里不需要 x 轴辅助程序。

这是输出：

这是 MWE：

\documentclass{article}
\usepackage{pgfplots}
\usepgfplotslibrary{fillbetween}
\pgfplotsset{compat=newest} % For nicer label
\usepackage{pgfplotstable}
\usepackage{filecontents}
\usepackage{xcolor}
\colorlet{higher}{yellow!30}
\colorlet{lower}{lightgray}

\begin{filecontents}{data.dat}
0 0.2
1 0.217
2 0.255
3 0.288
6 0.58
7 0.91
8 1.02
10 1.05
12 0.92
13 0.78
15 0.56
17 1.1
\end{filecontents}
\begin{filecontents}{data2.dat}
    0 1.2
    1 0.8
    2 0.6
    3 0.20
    6 0.4
    7 0.5
    8 1.5
    10 1.5
    12 0.5
    13 0.9
    15 0.4
    17 1.1
\end{filecontents}

\pgfplotstableread{data.dat}\data
\pgfplotstableread{data2.dat}\datas

\begin{document}

\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[
    xlabel=Time of day,
    ylabel=Volume,
    ytick=\empty,
    axis x line=bottom,
    axis y line=left,
    enlargelimits=true
    ]
\addplot[name path=plot1,blue,line width=2pt,mark=*] table  {\data};
\addplot[name path=plot2,red,line width=2pt,mark=*] table  {\datas};
  \addplot
  fill between[of = plot1 and plot2,
  split,
  every segment no 0/.style={fill=higher},
  every segment no 1/.style={fill=lower},  
  every segment no 2/.style={fill=higher},
  every segment no 3/.style={fill=lower},
  every segment no 4/.style={fill=higher},
  every segment no 5/.style={fill=lower},
  ]
  ;
\end{axis}
\end{tikzpicture}

\end{document}