如何制作出与实际完全相同的水平曲线图

Question

在这篇文章中，

水平曲线与水平线之间的关系

已经有一张非常漂亮的图片了，但是缺少一些细节。我无法实现它。

Answer 1

此类情节中的某些内容在概念上可能很有趣，答案可能会为其他用户提供某种程度上抽象且有用的信息。其他部分则很乏味。为了以您想要的方式完成情节，恕我直言，您应该真正进入理解基础知识的阶段，然后开始行动。

以下内容为您链接到的帖子添加了一些细节，我希望这可以帮助您准确实现您的目标。

\documentclass[tikz,border=3mm]{standalone}
\makeatletter
\pgfmathdeclarefunction{phicrit}{0}{%
\begingroup%
\pgfmathparse{atan2(\pgf@xx,\pgf@yx)}%
\pgfmathsmuggle\pgfmathresult\endgroup%
}%
\makeatother
\usepackage{pgfplots}
\pgfplotsset{compat=1.16}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[width=15cm,
    axis lines=middle,ymin=0,xmin=0,zmin=0,zmax=50,smooth,
    colormap={irk}{color=(cyan!50) color=(cyan)},point meta=-z-x-y,view={115}{20},
    xtick=\empty,ytick=\empty,ztick={0,45},
    declare function={f(\x)=30+15*cos(\x*36);}]
  \pgfplotsinvokeforeach{20,25,30,35,40,45}{%
  \draw[red] (7,7,0) circle[radius={acos((#1-30)/15)/36}];
  \path ({7+cos(-50+5*#1)*acos((#1-30)/15)/36},{7+sin(-50+5*#1)*acos((#1-30)/15)/36},0)
   node[inner sep=0.5pt,fill=white,font=\tiny] {$k=#1$};
  \draw[dashed] (7,{7-acos((#1-30)/15)/36},0) --
  (7,{7-acos((#1-30)/15)/36},#1) (7,{7+acos((#1-30)/15)/36},0) --
  (7,{7+acos((#1-30)/15)/36},#1);
  \addplot3[domain=phicrit+30-#1/3:phicrit+15+180-#1/3,color=cyan,samples y=0,smooth,
    dashed]  
  ({7+cos(x)*acos((#1-30)/15)/36},{7+sin(x)*acos((#1-30)/15)/36},{#1});
  }
  %
  \addplot3[domain=-5:5,color=gray,samples y=0]  ({7},{7+x},{f(x)});
  %
  \addplot3[surf,shader=interp,domain y=0:360,domain=0:5,z buffer=sort,
    opacity=0.8] 
   ({7+x*cos(y)},{7+x*sin(y)},{f(x)});
  \pgfplotsinvokeforeach{20,25,30,35,40,45}{% 
  \addplot3[domain=phicrit+30-#1/3:phicrit-30-180+45-#1/3,color=cyan,samples y=0,smooth]  
  ({7+cos(x)*acos((#1-30)/15)/36},{7+sin(x)*acos((#1-30)/15)/36},{#1});
  } 
\end{axis}
\end{tikzpicture}
\end{document}