如何填充 tikz 图片中虚线之间的空间？

Question 1

欢迎使用 TeX.SE！您无法真正填充图片中路径之间的区域的原因是您使用了shorten >=...一些负尺寸。因此路径比虚线短。我修复了这个问题，让它工作起来。尽管您可以使用 pgfplots 库来做到这一点fillbetween，但这里没有必要，因为您只有直线。我使用backgrounds并稍微改变了绘制事物的顺序，以免覆盖您的行星。

\documentclass[10pt,a4paper,twoside]{article}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{intersections,backgrounds}

\begin{document}

\begin{tikzpicture}
 \fill[color=yellow] (0, 0) circle (2); % Sonne im Ursprung (0, 0)
 \shade[right color=lightgray] (7.5, 0) circle (0.5); % Sonne im Ursprung (5, 0)

 \draw[dashed, color=red,name path = A] (0, 2) --
 node[near start,sloped,above]{\textcolor{red}{Randstrahl}} (10, 0)
 coordinate (X1);
 \draw[dashed, color=red ,name path = C] (0, 2) -- 
 (10, -1.33)
 coordinate (X2);

 \draw[dashed, color=red ,name path = B] (0, -2) -- (10, 0)
 coordinate (X3);
 \draw[dashed, color=red ,name path = D] (0, -2) -- (10, 1.33)
 coordinate (X4);
 \begin{scope}[on background layer]
  \fill[gray,
         name intersections={of=A and D,by=X5}] (X3) -- (X5) -- (X4);
  \fill[gray,
         name intersections={of=C and B,by=X6}] (X1) -- (X6) -- (X2);
  \fill[black] (X6) -- (X3) -- (X5);
 \end{scope}
 \shade[shading=ball, ball color=blue] (10, 0) circle (1); % Erde im Ursprung (10, 0)
\end{tikzpicture}
\end{document}

这是使用切线的版本，由 esdd 在这个答案但实现方式略有不同/具体来说，我使用这个答案使虚线与两个圆相切。还有其他方法可以实现这一点，最值得注意的是使用tkz-euclide库的方法，例如这里。此解决方案无需使用交叉点库即可找到交叉点，对于直线来说效果很好。

\documentclass[tikz,border=3.14mm]{standalone}
\usetikzlibrary{backgrounds,calc}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}
 \pgfmathsetmacro{\rsun}{2}
 \pgfmathsetmacro{\rmoon}{0.5}
 \pgfmathsetmacro{\mid}{\rsun/(\rsun + \rmoon)}
 \pgfmathsetmacro{\out}{\rsun/(\rsun - \rmoon)}
 \node[circle,draw,inner color=yellow,outer color=orange!50!yellow,minimum
 size=2*\rsun*1cm,alias=c1] (Sonne) at (0, 0){}; % Sonne 
 \node[left color=lightgray,right color=darkgray,circle,draw,minimum
 size=2*\rmoon*1cm,alias=c2] (Mond) at (7.5, 0){}; % Mond
 % from https://tex.stackexchange.com/a/7209/121799
 \path (Sonne.center) -- coordinate[pos=\mid] (mid) (Mond.center);
 \path (Sonne.center) -- coordinate[pos=\out] (out) (Mond.center);
 \coordinate (Erdmittelpunkt) at (10,0);
 \coordinate (Nordpol) at (10,1);
 \foreach \i in {Sonne,Mond}
 \foreach \j in {1,2}
 \foreach \k in {mid,out}
 \coordinate (\i-\k-\j) at (tangent cs:node=\i,point={(\k)},solution=\j);
 \draw[dashed, color=red] (Sonne-mid-1) -- 
 (intersection cs:first line={(Sonne-mid-1)--(Mond-out-1)}, 
 second line={(Erdmittelpunkt)--(Nordpol)}) coordinate (aux1);
 \draw[dashed, color=red] (Sonne-mid-2) -- 
 (intersection cs:first line={(Sonne-mid-2)--(Mond-out-2)}, 
 second line={(Erdmittelpunkt)--(Nordpol)}) coordinate (aux2);
 \draw[dashed, color=red] (Sonne-out-1) -- 
 (intersection cs:first line={(Sonne-out-1)--(Mond-mid-1)}, 
 second line={(Erdmittelpunkt)--(Nordpol)}) coordinate (Oberhalb);
 \draw[dashed, color=red] (Sonne-out-2) -- 
 (intersection cs:first line={(Sonne-out-2)--(Mond-mid-2)}, 
 second line={(Erdmittelpunkt)--(Nordpol)}) coordinate (Unterhalb);
 % auxiliary coordinates
 \path(intersection cs:first line={(Sonne-mid-1) --(aux1)}, 
 second line={(Sonne-out-2)--(Unterhalb)}) coordinate (Mond1);
 \path(intersection cs:first line={(Sonne-mid-2) --(aux2)}, 
 second line={(Sonne-out-1)--(Oberhalb)}) coordinate (Mond2);
 % fills on background in order not to distort Sonne' nor the tangents
 \begin{scope}[on background layer]
  \fill[gray] (Unterhalb) -- (Mond1) -- (aux1);
  \fill[gray] (Oberhalb) -- (Mond2) -- (aux2);
  \fill[black] (Mond1) -- (aux1) -- (aux2) -- (Mond2);
 \end{scope}
 \shade[shading=ball, ball color=blue] (Erdmittelpunkt) circle (1); % Erde im Ursprung (10, 0)
\end{tikzpicture}
\end{document}

Answer

欢迎使用 TeX.SE！您无法真正填充图片中路径之间的区域的原因是您使用了shorten >=...一些负尺寸。因此路径比虚线短。我修复了这个问题，让它工作起来。尽管您可以使用 pgfplots 库来做到这一点fillbetween，但这里没有必要，因为您只有直线。我使用backgrounds并稍微改变了绘制事物的顺序，以免覆盖您的行星。

\documentclass[10pt,a4paper,twoside]{article}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{intersections,backgrounds}

\begin{document}

\begin{tikzpicture}
 \fill[color=yellow] (0, 0) circle (2); % Sonne im Ursprung (0, 0)
 \shade[right color=lightgray] (7.5, 0) circle (0.5); % Sonne im Ursprung (5, 0)

 \draw[dashed, color=red,name path = A] (0, 2) --
 node[near start,sloped,above]{\textcolor{red}{Randstrahl}} (10, 0)
 coordinate (X1);
 \draw[dashed, color=red ,name path = C] (0, 2) -- 
 (10, -1.33)
 coordinate (X2);

 \draw[dashed, color=red ,name path = B] (0, -2) -- (10, 0)
 coordinate (X3);
 \draw[dashed, color=red ,name path = D] (0, -2) -- (10, 1.33)
 coordinate (X4);
 \begin{scope}[on background layer]
  \fill[gray,
         name intersections={of=A and D,by=X5}] (X3) -- (X5) -- (X4);
  \fill[gray,
         name intersections={of=C and B,by=X6}] (X1) -- (X6) -- (X2);
  \fill[black] (X6) -- (X3) -- (X5);
 \end{scope}
 \shade[shading=ball, ball color=blue] (10, 0) circle (1); % Erde im Ursprung (10, 0)
\end{tikzpicture}
\end{document}

这是使用切线的版本，由 esdd 在这个答案但实现方式略有不同/具体来说，我使用这个答案使虚线与两个圆相切。还有其他方法可以实现这一点，最值得注意的是使用tkz-euclide库的方法，例如这里。此解决方案无需使用交叉点库即可找到交叉点，对于直线来说效果很好。

\documentclass[tikz,border=3.14mm]{standalone}
\usetikzlibrary{backgrounds,calc}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}
 \pgfmathsetmacro{\rsun}{2}
 \pgfmathsetmacro{\rmoon}{0.5}
 \pgfmathsetmacro{\mid}{\rsun/(\rsun + \rmoon)}
 \pgfmathsetmacro{\out}{\rsun/(\rsun - \rmoon)}
 \node[circle,draw,inner color=yellow,outer color=orange!50!yellow,minimum
 size=2*\rsun*1cm,alias=c1] (Sonne) at (0, 0){}; % Sonne 
 \node[left color=lightgray,right color=darkgray,circle,draw,minimum
 size=2*\rmoon*1cm,alias=c2] (Mond) at (7.5, 0){}; % Mond
 % from https://tex.stackexchange.com/a/7209/121799
 \path (Sonne.center) -- coordinate[pos=\mid] (mid) (Mond.center);
 \path (Sonne.center) -- coordinate[pos=\out] (out) (Mond.center);
 \coordinate (Erdmittelpunkt) at (10,0);
 \coordinate (Nordpol) at (10,1);
 \foreach \i in {Sonne,Mond}
 \foreach \j in {1,2}
 \foreach \k in {mid,out}
 \coordinate (\i-\k-\j) at (tangent cs:node=\i,point={(\k)},solution=\j);
 \draw[dashed, color=red] (Sonne-mid-1) -- 
 (intersection cs:first line={(Sonne-mid-1)--(Mond-out-1)}, 
 second line={(Erdmittelpunkt)--(Nordpol)}) coordinate (aux1);
 \draw[dashed, color=red] (Sonne-mid-2) -- 
 (intersection cs:first line={(Sonne-mid-2)--(Mond-out-2)}, 
 second line={(Erdmittelpunkt)--(Nordpol)}) coordinate (aux2);
 \draw[dashed, color=red] (Sonne-out-1) -- 
 (intersection cs:first line={(Sonne-out-1)--(Mond-mid-1)}, 
 second line={(Erdmittelpunkt)--(Nordpol)}) coordinate (Oberhalb);
 \draw[dashed, color=red] (Sonne-out-2) -- 
 (intersection cs:first line={(Sonne-out-2)--(Mond-mid-2)}, 
 second line={(Erdmittelpunkt)--(Nordpol)}) coordinate (Unterhalb);
 % auxiliary coordinates
 \path(intersection cs:first line={(Sonne-mid-1) --(aux1)}, 
 second line={(Sonne-out-2)--(Unterhalb)}) coordinate (Mond1);
 \path(intersection cs:first line={(Sonne-mid-2) --(aux2)}, 
 second line={(Sonne-out-1)--(Oberhalb)}) coordinate (Mond2);
 % fills on background in order not to distort Sonne' nor the tangents
 \begin{scope}[on background layer]
  \fill[gray] (Unterhalb) -- (Mond1) -- (aux1);
  \fill[gray] (Oberhalb) -- (Mond2) -- (aux2);
  \fill[black] (Mond1) -- (aux1) -- (aux2) -- (Mond2);
 \end{scope}
 \shade[shading=ball, ball color=blue] (Erdmittelpunkt) circle (1); % Erde im Ursprung (10, 0)
\end{tikzpicture}
\end{document}

Question 2

只是为了好玩和学习，一个选项用于let计算从太阳的顶部和底部到行星的一定距离的阴影线的角度(0,2) -- +(-\n1:9.5)，然后将这个坐标保存为，coordinate (a)另一个(0,-2) -- +(\n1:9.5)保存为coordinate (b)使用月球的坐标轻松绘制阴影，也可以将阴影放在行星上，坐标位于 A 和 B 的中间；对第二个阴影执行相同的过程。

为了添加更多细节，我在剪辑画布中将背景更改为黑色，并使用 foreach 指令添加了一些星星，然后使用范围内的剪辑绘制月亮，使用多个带有装饰的椭圆形状为月亮着色以获得不规则的阴影；对于行星，另一个剪辑范围使用另一组椭圆进行阴影处理；最后，我添加了一个节点（CountriesOfEurope在本例中为希腊）来绘制我曾经在乳胶符号目录中看到的地面。

结果：

梅威瑟：

\documentclass[border=0pt,tikz]{standalone}
\usepackage[scaled]{CountriesOfEurope}
\usetikzlibrary{calc,decorations.pathmorphing}
\begin{document}
    \pagecolor{black}
    \begin{tikzpicture}
    \clip (-3.5,-3.5) rectangle ++(18,7);
    \shade[inner color=orange!90!black, outer color=black!80!orange] (0,0) circle (18);% Heliosphere 
    \foreach \i in {1,...,500} {\fill[white](-3.5,-3.5)++ (rnd*18cm, rnd*7cm) circle (0.45pt);}
    \shade[inner color=orange!50!yellow, outer color=yellow!50!white] (0,0) circle (2);% Sun

    \begin{scope}
    \clip (7.5,0) circle (0.5); % The moon
    \foreach \j [evaluate=\j as \jn using {\j*5}] in {1,...,20}{
    \fill[white!\jn!black,decoration=random steps, segment length=1pt,decorate](8-0.05*\j,0) circle (0.2 and 0.5);
    }
    \end{scope}

    \begin{scope}
    \clip (10, 0) circle (1); % The Planet
    \foreach \j [evaluate=\j as \jn using {\j*5}] in {1,...,20}{
    \fill[cyan!\jn!black](11-0.12*\j,0) circle (0.4 and 1);
    }
    \node[text opacity=0.2] at (10,0){\color{white}\EUCountry{143}};
    \end{scope}

    \draw[dashed,line width=0.5pt,white]
    let
        \n1 = {atan(1.5/7.5)}, % atan(sun_rad-Moon_rad/distance_moon_sun)
        \n2 = {atan(2.5/7.5)}% atan(sun_rad+Moon_rad/distance_moon_sun)
    in
    (0,2) -- +(-\n1:9.5) coordinate (a)node[near start,sloped,above]{\color{white}Randstrahl}
    (0,-2) -- +(\n1:9.5) coordinate (b)
    (0,2) -- +(-\n2:15) coordinate (c)
    (0,-2) -- +(\n2:15) coordinate (d);
    \fill[black,fill opacity=0.1] (7.5,0.5) -- ++(0,-1) -- (c) -- (d)-- cycle;
    \fill[black,fill opacity=0.2] (7.5,0.5) -- ++(0,-1) -- (b) -- (a) node[midway](moon-shadow){}-- cycle
    (moon-shadow) circle (0.08 and 0.15);
    \fill[black,fill opacity=0.2](moon-shadow) circle (0.08 and 0.15);

    \end{tikzpicture}
    \end{document}

Answer

只是为了好玩和学习，一个选项用于let计算从太阳的顶部和底部到行星的一定距离的阴影线的角度(0,2) -- +(-\n1:9.5)，然后将这个坐标保存为，coordinate (a)另一个(0,-2) -- +(\n1:9.5)保存为coordinate (b)使用月球的坐标轻松绘制阴影，也可以将阴影放在行星上，坐标位于 A 和 B 的中间；对第二个阴影执行相同的过程。

为了添加更多细节，我在剪辑画布中将背景更改为黑色，并使用 foreach 指令添加了一些星星，然后使用范围内的剪辑绘制月亮，使用多个带有装饰的椭圆形状为月亮着色以获得不规则的阴影；对于行星，另一个剪辑范围使用另一组椭圆进行阴影处理；最后，我添加了一个节点（CountriesOfEurope在本例中为希腊）来绘制我曾经在乳胶符号目录中看到的地面。

结果：

梅威瑟：

\documentclass[border=0pt,tikz]{standalone}
\usepackage[scaled]{CountriesOfEurope}
\usetikzlibrary{calc,decorations.pathmorphing}
\begin{document}
    \pagecolor{black}
    \begin{tikzpicture}
    \clip (-3.5,-3.5) rectangle ++(18,7);
    \shade[inner color=orange!90!black, outer color=black!80!orange] (0,0) circle (18);% Heliosphere 
    \foreach \i in {1,...,500} {\fill[white](-3.5,-3.5)++ (rnd*18cm, rnd*7cm) circle (0.45pt);}
    \shade[inner color=orange!50!yellow, outer color=yellow!50!white] (0,0) circle (2);% Sun

    \begin{scope}
    \clip (7.5,0) circle (0.5); % The moon
    \foreach \j [evaluate=\j as \jn using {\j*5}] in {1,...,20}{
    \fill[white!\jn!black,decoration=random steps, segment length=1pt,decorate](8-0.05*\j,0) circle (0.2 and 0.5);
    }
    \end{scope}

    \begin{scope}
    \clip (10, 0) circle (1); % The Planet
    \foreach \j [evaluate=\j as \jn using {\j*5}] in {1,...,20}{
    \fill[cyan!\jn!black](11-0.12*\j,0) circle (0.4 and 1);
    }
    \node[text opacity=0.2] at (10,0){\color{white}\EUCountry{143}};
    \end{scope}

    \draw[dashed,line width=0.5pt,white]
    let
        \n1 = {atan(1.5/7.5)}, % atan(sun_rad-Moon_rad/distance_moon_sun)
        \n2 = {atan(2.5/7.5)}% atan(sun_rad+Moon_rad/distance_moon_sun)
    in
    (0,2) -- +(-\n1:9.5) coordinate (a)node[near start,sloped,above]{\color{white}Randstrahl}
    (0,-2) -- +(\n1:9.5) coordinate (b)
    (0,2) -- +(-\n2:15) coordinate (c)
    (0,-2) -- +(\n2:15) coordinate (d);
    \fill[black,fill opacity=0.1] (7.5,0.5) -- ++(0,-1) -- (c) -- (d)-- cycle;
    \fill[black,fill opacity=0.2] (7.5,0.5) -- ++(0,-1) -- (b) -- (a) node[midway](moon-shadow){}-- cycle
    (moon-shadow) circle (0.08 and 0.15);
    \fill[black,fill opacity=0.2](moon-shadow) circle (0.08 and 0.15);

    \end{tikzpicture}
    \end{document}

Question 3

这是另一个建议，使用节点代替圆圈和tangent cs：

\documentclass[a4paper,twoside]{article}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{backgrounds}
\usetikzlibrary{calc}

\begin{document}
\begin{tikzpicture}
\newcommand\winkel{75}

\path[nodes={circle,outer sep=0pt}]
  (0,0) node(sonne)[fill=yellow,minimum size=4cm]{}
  (sonne.\winkel) coordinate(sonne1)
  ([rotate around={-2*\winkel:(sonne.center)}]sonne.\winkel) coordinate(sonne2)
  (7.5,0) node(mond)[shade,left color=orange!30,right color=brown!80!lightgray,minimum size=1cm]{}
;

\draw[dashed,red,thick]
  (sonne1)
    -- (tangent cs:node=mond,point={(sonne1)},solution=1) coordinate(s11)
    -- ([turn=0]2.8,0) coordinate(r11)
  (sonne1)
    -- node [near start,sloped,above]{Randstrahl}
       (tangent cs:node=mond,point={(sonne1)},solution=2) coordinate(s12)
    -- ([turn=0]2,0) coordinate(r12)
  (sonne2)
    -- (tangent cs:node=mond,point={(sonne2)},solution=1) coordinate(s21)
    -- ([turn=0]2,0)coordinate(r21)
  (sonne2)
    -- (tangent cs:node=mond,point={(sonne2)},solution=2) coordinate(s22)
    -- ([turn=0]2.8,0) coordinate(r22)
;

\path (10,0) node[circle,shading=ball, ball color=blue,minimum size=2cm]{};

\begin{scope}[on background layer]
  \fill[gray!80] (s11) -- (s22) -- (r22) -- (r11) -- cycle;
  \fill[black] (s12) -- (s21) -- (r21) -- (r12) -- cycle;
\end{scope}
\end{tikzpicture}
\end{document}

结果：

\winkel但我会将上面的代码更改为例如 75。

结果为\newcommand\winkel{75}：

Answer

这是另一个建议，使用节点代替圆圈和tangent cs：

\documentclass[a4paper,twoside]{article}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{backgrounds}
\usetikzlibrary{calc}

\begin{document}
\begin{tikzpicture}
\newcommand\winkel{75}

\path[nodes={circle,outer sep=0pt}]
  (0,0) node(sonne)[fill=yellow,minimum size=4cm]{}
  (sonne.\winkel) coordinate(sonne1)
  ([rotate around={-2*\winkel:(sonne.center)}]sonne.\winkel) coordinate(sonne2)
  (7.5,0) node(mond)[shade,left color=orange!30,right color=brown!80!lightgray,minimum size=1cm]{}
;

\draw[dashed,red,thick]
  (sonne1)
    -- (tangent cs:node=mond,point={(sonne1)},solution=1) coordinate(s11)
    -- ([turn=0]2.8,0) coordinate(r11)
  (sonne1)
    -- node [near start,sloped,above]{Randstrahl}
       (tangent cs:node=mond,point={(sonne1)},solution=2) coordinate(s12)
    -- ([turn=0]2,0) coordinate(r12)
  (sonne2)
    -- (tangent cs:node=mond,point={(sonne2)},solution=1) coordinate(s21)
    -- ([turn=0]2,0)coordinate(r21)
  (sonne2)
    -- (tangent cs:node=mond,point={(sonne2)},solution=2) coordinate(s22)
    -- ([turn=0]2.8,0) coordinate(r22)
;

\path (10,0) node[circle,shading=ball, ball color=blue,minimum size=2cm]{};

\begin{scope}[on background layer]
  \fill[gray!80] (s11) -- (s22) -- (r22) -- (r11) -- cycle;
  \fill[black] (s12) -- (s21) -- (r21) -- (r12) -- cycle;
\end{scope}
\end{tikzpicture}
\end{document}

结果：

\winkel但我会将上面的代码更改为例如 75。

结果为\newcommand\winkel{75}：

Question 4

除了@marmot 和@esdd 已经给出的两种解决方案之外，还可以使用该calc库来定义蓝球以外的外围半径。

注意：我删除了该包的加载，inputenc因为它现在包含在 LaTeX 内核中。

\documentclass[10pt,a4paper,twoside]{article}
    \usepackage[ngerman]{babel}
    \usepackage{tikz}
    \usetikzlibrary{calc}

    \begin{document}

    \begin{tikzpicture}
    \fill[color=yellow] (0, 0) circle (2); % Sonne im Ursprung (0, 0)
    \coordinate(o') at (7.5,.5);
    \coordinate(o) at (7.5,-.5);
    \draw[ dashed,red]($(7.5,-0.5)!-.4!(0,2)$)coordinate(a)-- (0, 2) --node[near start,sloped,above]{\textcolor{red}{Randstrahl}} ($(0,2)!1.4!(7.5,0.5)$)coordinate(a');
    \draw[dashed,red]($(7.5,-.5)!-.4!(0,-2)$)coordinate(b)-- (0, -2) -- ($(0,-2)!1.4!(7.5, 0.5)$)coordinate(b');
    \begin{scope}
    \clip(7.5,-1.5)rectangle(10,1.5);
    \fill[gray](a')--(o')--(b');
     \fill[gray](a)--(o)--(b);
     \fill(a')--(o')--(o)--(b);
    \end{scope}
    \shade[right color=lightgray] (7.5, 0) circle (0.5); % Sonne im Ursprung (5, 0)
    \shade[shading=ball, ball color=blue] (10, 0) circle (1); % Erde im Ursprung (10, 0)
    \end{tikzpicture}
\end{document}

Answer

除了@marmot 和@esdd 已经给出的两种解决方案之外，还可以使用该calc库来定义蓝球以外的外围半径。

注意：我删除了该包的加载，inputenc因为它现在包含在 LaTeX 内核中。

\documentclass[10pt,a4paper,twoside]{article}
    \usepackage[ngerman]{babel}
    \usepackage{tikz}
    \usetikzlibrary{calc}

    \begin{document}

    \begin{tikzpicture}
    \fill[color=yellow] (0, 0) circle (2); % Sonne im Ursprung (0, 0)
    \coordinate(o') at (7.5,.5);
    \coordinate(o) at (7.5,-.5);
    \draw[ dashed,red]($(7.5,-0.5)!-.4!(0,2)$)coordinate(a)-- (0, 2) --node[near start,sloped,above]{\textcolor{red}{Randstrahl}} ($(0,2)!1.4!(7.5,0.5)$)coordinate(a');
    \draw[dashed,red]($(7.5,-.5)!-.4!(0,-2)$)coordinate(b)-- (0, -2) -- ($(0,-2)!1.4!(7.5, 0.5)$)coordinate(b');
    \begin{scope}
    \clip(7.5,-1.5)rectangle(10,1.5);
    \fill[gray](a')--(o')--(b');
     \fill[gray](a)--(o)--(b);
     \fill(a')--(o')--(o)--(b);
    \end{scope}
    \shade[right color=lightgray] (7.5, 0) circle (0.5); % Sonne im Ursprung (5, 0)
    \shade[shading=ball, ball color=blue] (10, 0) circle (1); % Erde im Ursprung (10, 0)
    \end{tikzpicture}
\end{document}

如何填充 tikz 图片中虚线之间的空间？

答案1

答案2

答案3

答案4

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