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如何使用 TikZ 绘制带有图案填充交叉点的圆形和曲线图？

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如何使用 TikZ 绘制带有图案填充交叉点的圆形和曲线图？

在此处输入图片描述

查看了 PGF 手册后，我认为上面的图片可能是使用命令\clip和来绘制的\usetikzlibrary{patterns}。

我有一个更简单的例子如下：

\documentclass{article}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{patterns}
\begin{document}
    \begin{figure}
        \begin{tikzpicture}
            \begin{scope}
                \clip[draw](0,0) circle(1);
                \fill[pattern=north east lines](1.5,0) circle(1);
            \end{scope}
            \draw (1.5,0) circle(1);  
        \end{tikzpicture}
    \end{figure}
\end{document}

并生成以下图片： 在此处输入图片描述 但是，解决原始问题对我来说似乎有点困难，因为我不知道如何\clip正确使用。您的提示将不胜感激。谢谢！

答案1

下部（垂直线）比较棘手，我不得不作弊。其余部分使用 和 就相当简单\clip了even odd rule。

在此处输入图片描述

\documentclass[tikz,border=3.14mm]{standalone}
\usetikzlibrary{patterns,intersections}

\begin{document}
    \begin{tikzpicture}
     
        \def\A{(-.75,0) circle (2)}
        \def\B{(.75,0) circle (2)}
        \def\C{(0,0) to[out=-150,in=180,looseness=2] (0,-3.5) to[out=0,in=-30,looseness=2] (0,0) -- cycle}
        
        \path [name path=A] \A;
        \path [name path=B] \B;
        \path [name path=C] \C;
        \path [name intersections={of=A and B,by={p1,p2}}];
        \path [name intersections={of=A and C,by={q1,q2}}];
        \path [name intersections={of=B and C,by={r1,r2}}];
        
        \begin{scope}
            \clip (q1) -- (p2) -- (r2) --++ (.5,0) |-++ (-4.5,-2) |- (q1);
            \fill[even odd rule,pattern=vertical lines] \A \B \C  ;
        \end{scope}
        
        \begin{scope}
            \clip \A;
            \clip \B;
            \fill[pattern=horizontal lines] \C;
        \end{scope}
        
        \begin{scope}
            \clip \C;
            \fill[even odd rule,pattern=north east lines] \A \B;
        \end{scope}
        
        \draw \A \B \C;
        
    \end{tikzpicture}
\end{document}

可能有人会想出更好的解决方案，我期待从中学习。

答案2

在等待TikZ，或...时

考虑以下因素渐近线代码：

size(7cm);
import patterns;

// Two circles
path c1=circle((-0.35,0),1);
path c2=circle((0.35,0),1);

// Two arrows
arrow("$E_1$",relpoint(c1,0.3),dir(135),align=0.3Relative(S),NoMargin);
arrow("$E_2$",relpoint(c2,0.24),dir(40),align=0.3Relative(S),NoMargin);

// free path
path g1=(0,0){dir(-145)}..tension 3 and 2 ..(-1,-1.25)..{dir(0)}(0,-1.6);
path g2=reflect((0,0),(0,1))*g1;
path combinedpaths=g1&reverse(g2)&cycle;

// patterns
add("patternA",hatch(2mm,dir(0)));
add("patternB",hatch(1mm,dir(45)));
add("patternC",hatch(2mm,dir(90)));

// all needed paths
picture pic1,pic2,pic3,pic4;

fill(pic1,c1,pattern("patternA"));
clip(pic1,c2);
clip(pic1,combinedpaths);
add(pic1);

fill(pic2,c1,pattern("patternB"));
unfill(pic2,c2);
clip(pic2,combinedpaths);
add(pic2);

fill(pic3,c2,pattern("patternB"));
unfill(pic3,c1);
clip(pic3,combinedpaths);
add(pic3);

fill(pic4,combinedpaths,pattern("patternC"));
unfill(pic4,c1);
unfill(pic4,c2);
add(pic4);

draw(c1^^c2);
draw(combinedpaths);

在此处输入图片描述

答案3

另一个 Ti钾Z 方法。与 SebGlav 的方法 (+1) 没什么不同，但改变了预定义路径。我不使用交叉点，但even odd rule我不得不承认我使用了一个我不太满意的技巧：你可以看到我画了垂直线，然后我覆盖了其中的一部分。正如 SebGlav 所说，也许有更好的解决方案。

\documentclass[tikz,border=2mm]{standalone}
\usetikzlibrary{patterns}

\newcommand{\circlesint}{(270:{0.5*sqrt(3)}) arc (-60:60:1) arc (120: 240:1)}
\newcommand{\circlesext}{(270:{0.5*sqrt(3)}) arc (300:60:1) arc (120:-120:1)}
\newcommand{\guitarpick}{[rounded corners](0,0) to[out=-40,in=120] (-50:1.5) to[out=270,in=270] (230:1.5) to[out=60,in=220] (0,0)}

\begin{document}
\begin{tikzpicture}[line cap=round,line join=round,scale=2]
% vertical lines
\path[pattern=vertical lines] \guitarpick;
\fill[white] \circlesext; % covered part (a trick)
% horizontal lines
\begin{scope}
  \clip\circlesint -- cycle;
  \fill[pattern=horizontal lines] \guitarpick;
\end{scope}
% north east lines
\begin{scope}
  \clip \guitarpick;
  \fill[pattern=north east lines] \circlesint \circlesext;
\end{scope}
% cricles and guitar pick
\draw \circlesext \circlesint \guitarpick;
% labels
\foreach\i in{1,2}
  \draw[-latex] (2*\i-3,1.25) node[above] {$E_\i$} -- (\i-1.5,1);
\end{tikzpicture}
\end{document}

在此处输入图片描述

答案4

TikZ 的另一种解决方案......

\documentclass{article}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{calc, patterns}

\newcommand{\cirin}{($(0.5,0)+(120:1)$)
    arc[start angle=120, end angle=240, radius=1]
    arc[start angle=-60, end angle=60, radius=1] -- cycle;}
\newcommand{\cirout}{($(0.5,0)+(-120:1)$)
    arc[start angle=-120, end angle=120, radius=1]
    arc[start angle=60, end angle=-60, radius=1]
    arc[start angle=300, end angle=60, radius=1]
    arc[start angle=120, end angle=240, radius=1] -- cycle;}
\newcommand{\cirbottom}{(1.5,0)
    arc[start angle=0, end angle=-120, radius=1]
    arc[start angle=300, end angle=180, radius=1] -- ++(0,-2) -- ++(3,0) -- cycle;}
\newcommand{\curv}{(0,0) .. controls +(220:0.5) and +(180:2) ..
    (0,-1.6) .. controls +(0:2) and +(320:0.5) .. (0,0) -- cycle;}

\begin{document}
\begin{tikzpicture}
\begin{scope}
\clip\cirin
\path[pattern=horizontal lines] \curv
\end{scope}
\begin{scope}
\clip[draw]\cirout
\path[pattern=north east lines] \curv
\end{scope}
\begin{scope}
\clip[draw]\curv
\path[pattern=vertical lines] \cirbottom
\end{scope}
\end{tikzpicture}
\end{document}

在此处输入图片描述

更新

通过剪辑和交叉段重组找到新的答案。

\documentclass{article}
\usepackage{pgfplots}
\pgfplotsset{compat=1.18}
\usepgfplotslibrary{fillbetween}
\usetikzlibrary{patterns}

\newcommand{\curv}[1]{\path[#1] (0,0) .. controls +(220:0.5) and +(180:2) ..
    (0,-1.6) .. controls +(0:2) and +(320:0.5) .. (0,0) -- cycle;}

\begin{document}

\begin{tikzpicture}
\path[name path=A] (-1.5,0) arc[start angle=-180, end angle=0, radius=1];
\path[name path=B] (-0.5,0) arc[start angle=-180, end angle=0, radius=1];
\begin{scope}
\clip[intersection segments={of=A and B, sequence={R1 -- L2}}];
\curv{pattern=horizontal lines}
\end{scope}
\begin{scope}
\clip[intersection segments={of=A and B, sequence={L1 -- R1[reverse]}}];
\curv{pattern=north west lines}
\end{scope}
\begin{scope}
\clip[intersection segments={of=A and B, sequence={L2[reverse] -- R2}}];
\curv{pattern=north east lines}
\end{scope}
\begin{scope}
\clip[intersection segments={of=A and B, sequence={L1 -- R2}}] |- ++(-3,-2) -- cycle;
\curv{pattern=vertical lines}
\end{scope}
\draw (-0.5,0) circle[radius=1] (0.5,0) circle[radius=1];
\curv{draw}
\end{tikzpicture}

\end{document}

在此处输入图片描述

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