TikZ 中的高熵合金

Question

我正在尝试重现此插图的高熵合金TikZ 中的 (HEA)：

到目前为止我所拥有的看起来相当平淡，因为我找不到从颜色列表中随机分配一种颜色的方法。

\documentclass[tikz]{standalone}

\def\colors{{red,green,blue,yellow}}

\begin{document}
\begin{tikzpicture}[]
  \foreach \i in {1,...,12} {
      \foreach \j in {1,...,6} {
          \foreach \k in {1,...,4} {
              \pgfmathparse{rnd}
              \definecolor{randColor}{rgb}{\pgfmathresult,\pgfmathresult,\pgfmathresult}
              \shade[ball color=randColor] (\i, {0.5*\j+\k}) circle(0.4);
            }
        }
    }
\end{tikzpicture}
\end{document}

两个问题：

• \colors{{red,green,blue,yellow}}我怎样才能根据例如随机或看似随机地分配一个Mod(num, base)到每个球？我无法得到数组索引上班：

  \shade[ball color=\colors[Mod(\i+\j+\k, 4)]
  

  和

  \pgfmathparse{\i+\j+\k}
  \shade[ball color=\colors[Mod(\pgfmathresult, 4)]]
  

  都会引发错误。

• 是否可以旋转视角以类似于目标图像？

Answer 1

我认为最简单的方法是使用 在列表中定义颜色，\pgfmathdeclarerandomlist然后使用 随机选择一个项目\pgfmathrandomitem。由于您有 2DTikZ图像，因此更改视图意味着更改球的位置（坐标）。

代码：

\documentclass[tikz]{standalone}

\pgfmathdeclarerandomlist{colors}{%
    {red}%
    {green}%
    {blue}%
    {yellow}%
}

\begin{document}
\begin{tikzpicture}[]
  \foreach \i in {1,...,12} {
      \foreach \j in {1,...,6} {
          \foreach \k in {1,...,4} {
              \pgfmathrandomitem{\randColor}{colors} 
              \shade[ball color=\randColor] (\i-\j/3, {0.5*\j+\k}) circle(0.4);
            }
        }
    }
\end{tikzpicture}
\end{document}

顺便说一下，在 tikz 中绘制具有分子层的 3d 晶格向您展示构建这种“球”立方体的其他可能性。这些球也可以随机着色。例如，对于回答的杰利迪亚兹：

\documentclass{standalone}
\usepackage{tikz}

\usetikzlibrary{calc,fadings,decorations.pathreplacing}

\pgfmathdeclarerandomlist{colors}{%
    {red}%
    {green}%
    {blue}%
    {yellow}%
}

\begin{document}

% You can tweak these
\def\ballradius{0.45}
%

\def\DrawRow#1#2{
    \foreach \x in {0,...,#2}
    \pgfmathrandomitem{\randColor}{colors}
       \shade[ball color=\randColor] ($(#1) +(\x, 0,0)$) circle(\ballradius);
}
\def\DrawOddPlane#1{ 
  \pgfmathsetmacro{\aux}{#1-1}
  \foreach \z in {0,...,#1} {
      \DrawRow{0,0,\z}{#1}
      \if\z#1\relax\else
      \DrawRow{0.5,0,\z+0.5}{\aux}
      \fi
  }
}
\def\DrawEvenPlane#1{ 
  \pgfmathsetmacro{\aux}{#1-1}
  \foreach \z in {0,...,#1} {
      \DrawRow{0.5,0,\z}{\aux}
      \if\z#1\relax\else
      \DrawRow{0,0,\z+0.5}{#1}
      \fi
  }
}

\begin{tikzpicture}
   \foreach \y in {0,...,3} {
      \begin{scope}[yshift=\y cm]
          \DrawOddPlane{3}
      \end{scope}
      \if\y3\relax\else
      \begin{scope}[yshift=\y cm + 0.5cm]
          \DrawEvenPlane{3}
      \end{scope}
      \fi
  }
    \pgfmathsetmacro{\cubex}{1}
    \pgfmathsetmacro{\cubey}{1}
    \pgfmathsetmacro{\cubez}{1}
    \draw (3,3,3) -- ++(-\cubex,0,0) -- ++(0,-\cubey,0) -- ++(\cubex,0,0) -- cycle;
    \draw (3,3,3) -- ++(0,0,-\cubez) -- ++(0,-\cubey,0) -- ++(0,0,\cubez) -- cycle;
    \draw (3,3,3) -- ++(-\cubex,0,0) -- ++(0,0,-\cubez) -- ++(\cubex,0,0) -- cycle;
\end{tikzpicture}
\end{document} 

Answer 2

在@Ñako 的大力帮助下，这是最终结果。

% Cartoon of the AlCoCrFeNi high entropy alloy (HEA) with body-centered cubic (BCC) lattice.

\documentclass[tikz]{standalone}

\pgfmathdeclarerandomlist{colors}{{red!80}{teal}{blue!80}{orange}{blue!20}}

\begin{document}
\begin{tikzpicture}
  \foreach \i in {1,...,12} {
      \foreach \j in {1,...,4} {
          \foreach \k in {1,...,4} {
              \pgfmathrandomitem{\randColor}{colors}
              \shade[ball color=\randColor] (-\i+0.3*\j, -0.2*\j+1.2*\k) circle(0.3);
            }
          \foreach \k in {1,...,3} {
              \pgfmathrandomitem{\randColor}{colors}
              \shade[ball color=\randColor] (-\i+0.5+0.3*\j, -0.2*\j+1.2*\k+0.6) circle(0.3);
            }
        }
    }
  \foreach \el/\color [count=\n] in {Al/red!80, Co/blue!80, Cr/teal, Fe/orange, Ni/blue!20} {
      \shade[ball color=\color] (2, 5.5-\n) circle(0.3) node[right=1em] {\el};
    }
\end{tikzpicture}
\end{document}