我正在写一篇论文，其中包括几个大型 tikz 图形，我遇到了很多问题。我读了很多关于这个的帖子，但似乎没有一种方法可行。我正在texstudio 4.5.2使用Miktex。
我尝试了不同的东西，所以我将按时间顺序进行解释。最后，我总结了问题。你还会在最后发现一个 MWE，它捕获了最后一次尝试，最终导致错误。
在我的论文中，我想添加一些大图，这些图也应该用于具有不同格式设置的其他文档中。一开始，我开始使用单独的.tikz文件，并\input{}在 texstudio 中使用以下 PDFlatex 配置：
pdflatex.exe -synctex=1 -interaction=nonstopmode %.tex
但我收到以下错误信息：
TeX 容量超出，抱歉 [主内存大小=5000000]。...city=0.7] ({x},{y},{testfunction(x, y)});
然后我将 PDFlatex 配置更改为：
pdflatex.exe -synctex=1 -interaction=nonstopmode --extra-mem-top=10000000 %.tex
这有效，所以我的主文档被编译了。但新的问题是，每次编译主文件都需要很长时间，因为每个大型 tikz 图形都必须再次编译。
因此，我尝试使用独立的 tikz 图形并导入.pdfs。但问题是，大小和字体大小与我的文档不匹配。我知道，我可以更改独立设置，以便这些属性与主文档匹配。但如果我想在其他具有不同样式（一列、两列……）的文档中使用图形，我总是必须更改设置，这很烦人，也不舒服。
因此，我更改了 tikz 设置以在序言中启用外部化。我还再次调整了 PDFlatex 配置以：
pdflatex.exe -synctex=1 -interaction=nonstopmode --extra-mem-top=10000000 --shell-escape %.tex
只要数字很小（例如通过设置samples=10），外部化似乎可以正常工作。但是当我增加样本（例如samples=100）时，即使编译成功，我也会收到错误消息：
软件包 tikz 错误：抱歉，系统调用‘pdflatex -shell-escape -halt-on-e
如果我没有任何更改地重新编译，则所花费的时间与以前相同，这是否意味着外部化.tikz文件不起作用或没有任何优势？
总结一下：
- 通过添加内存来增加
--extra-mem-top=10000000大型独立文件的内存，但没有用，因为主文档设置可能会改变，而且图形看起来不像是用\input{.tikz} - 外化似乎有效，只要
.tikz数字很小，外部化似乎有效。当它们变得太大时，错误软件包 tikz 错误：抱歉，系统调用‘pdflatex -shell-escape -halt-on-error发生。 - 外部化似乎并没有加快大数字的编译速度。
那么我做错了什么？您将如何处理几个大数字？
以下是主要文件：
\documentclass[conference]{IEEEtran}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{external}
\tikzexternalize[prefix=figures/] %Pfad, wo die Daten abgelegt werden sollen
\usepackage{pgfplots}
\pgfplotsset{compat=1.18}
\usetikzlibrary{pgfplots.groupplots}
\usepgfplotslibrary{colormaps}%
\usepackage{lipsum}
\begin{document}
\section{Introduction}
\lipsum[2]
\begin{figure}[h]
\input{./figures/large_tikz_figure.tikz}
\caption{Tikz with input }
\end{figure}
\begin{figure}[h]
\includegraphics[width=\columnwidth]{./figures/large_tikz_figure_standalone.pdf}
\caption{standalone tikz pdf}
\end{figure}
\end{document}
large_tiks_figure_standalone.tex
\documentclass[crop,tikz]{standalone}%
\usepackage{pgfplots}
\usepgfplotslibrary{colormaps}%
\pgfmathdeclarefunction{testfunction}{2}{%
\pgfmathparse{#1*#1+#2*#2}%
}
\pgfplotsset{
colormap={whiteblue}{color(0)=(white); color(0.1)=(blue)}
}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[
view={45}{45},
xlabel={$x$},
ylabel={$y$},
zlabel={$z$},
xmin=-3,
ymin=-3,
xmax=3,
ymax=3,
zmin=0,
zmax=5,
axis on top=true,
clip mode=individual,
ticks=none,
width=\columnwidth]
%plot test function
\addplot3 [surf, colormap name=whiteblue, samples=100,domain=-3:3,shader=interp, fill opacity=0.7 ] ({x},{y},{testfunction(x, y)});
\node[ left ,align=center] at (1,1) {test};
\end{axis}
\end{tikzpicture}
\end{document}
和外部 large_tikz_figure.tikz
\pgfmathdeclarefunction{testfunction}{2}{%
\pgfmathparse{#1*#1+#2*#2}%
}
\pgfplotsset{
colormap={whiteblue}{color(0)=(white); color(0.1)=(blue)}
}
\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[
view={45}{45},
xlabel={$x$},
ylabel={$y$},
zlabel={$z$},
xmin=-3,
ymin=-3,
xmax=3,
ymax=3,
zmin=0,
zmax=5,
axis on top=true,
clip mode=individual,
ticks=none,
width=\columnwidth] % \columnwidth does not seem to work here?
%plot test function
\addplot3 [surf, colormap name=whiteblue, samples=100,domain=-3:3,shader=interp, fill opacity=0.7 ] ({x},{y},{testfunction(x, y)});
\node[ left ,align=center] at (1,1) {test};
\end{axis}
\end{tikzpicture}
日志文件中的错误
===== 'mode=convert with system call': Invoking 'pdflatex -shell-escape -halt-o
n-error -interaction=batchmode -jobname "figures/main-figure0" "\def\tikzextern
alrealjob{main}\input{main}"' ========
runsystem(pdflatex -shell-escape -halt-on-error -interaction=batchmode -jobname
"figures/main-figure0" "\def\tikzexternalrealjob{main}\input{main}")...execute
d.
\openout3 = `main.auxlock'.
! Package tikz Error: Sorry, the system call 'pdflatex -shell-escape -halt-on-e
rror -interaction=batchmode -jobname "figures/main-figure0" "\def\tikzexternalr
ealjob{main}\input{main}"' did NOT result in a usable output file 'figures/main
-figure0' (expected one of .pdf:.jpg:.jpeg:.png:). Please verify that you have
enabled system calls. For pdflatex, this is 'pdflatex -shell-escape'. Sometimes
it is also named 'write 18' or something like that. Or maybe the command simpl
y failed? Error messages can be found in 'figures/main-figure0.log'. If you con
tinue now, I'll try to typeset the picture.
See the tikz package documentation for explanation.
Type H <return> for immediate help.
...
l.34 \end{tikzpicture}
This error message was generated by an \errmessage
command, so I can't give any explicit help.
Pretend that you're Hercule Poirot: Examine all clues,
and deduce the truth by order and method.
LaTeX Font Info: External font `cmex10' loaded for size
(Font) <7> on input line 1.
LaTeX Font Info: External font `cmex10' loaded for size
(Font) <5> on input line 1.
)
\openout3 = `figures/main-figure1.md5'.
\openout3 = `main.auxlock'.
===== 'mode=convert with system call': Invoking 'pdflatex -shell-escape -halt-o
n-error -interaction=batchmode -jobname "figures/main-figure1" "\def\tikzextern
alrealjob{main}\input{main}"' ========
runsystem(pdflatex -shell-escape -halt-on-error -interaction=batchmode -jobname
"figures/main-figure1" "\def\tikzexternalrealjob{main}\input{main}")...execute
d.
\openout3 = `main.auxlock'.
! Package tikz Error: Sorry, the system call 'pdflatex -shell-escape -halt-on-e
rror -interaction=batchmode -jobname "figures/main-figure1" "\def\tikzexternalr
ealjob{main}\input{main}"' did NOT result in a usable output file 'figures/main
-figure1' (expected one of .pdf:.jpg:.jpeg:.png:). Please verify that you have
enabled system calls. For pdflatex, this is 'pdflatex -shell-escape'. Sometimes
it is also named 'write 18' or something like that. Or maybe the command simpl
y failed? Error messages can be found in 'figures/main-figure1.log'. If you con
tinue now, I'll try to typeset the picture.
See the tikz package documentation for explanation.
Type H <return> for immediate help.
...
l.68 \end{tikzpicture}
(That was another \errmessage.)
LaTeX Warning: `h' float specifier changed to `ht'.
<./figures/large_tikz_figure_standalone.pdf, id=12, 322.09235pt x 252.676pt>
File: ./figures/large_tikz_figure_standalone.pdf Graphic file (type pdf)
<use ./figures/large_tikz_figure_standalone.pdf>
Package pdftex.def Info: ./figures/large_tikz_figure_standalone.pdf used on in
put line 73.
(pdftex.def) Requested size: 252.0pt x 197.69565pt.
LaTeX Warning: `h' float specifier changed to `ht'.
** Conference Paper **
Before submitting the final camera ready copy, remember to:
1. Manually equalize the lengths of two columns on the last page
of your paper;
2. Ensure that any PostScript and/or PDF output post-processing
uses only Type 1 fonts and that every step in the generation
process uses the appropriate paper size.
[1
{C:/Users/\Userx/AppData/Local/MiKTeX/fonts/map/pdftex/pdftex.map}{C:/Users/
\Userx/AppData/Local/Programs/MiKTeX/fonts/enc/dvips/base/8r.enc} <./figures
/large_tikz_figure_standalone.pdf>] (main.aux)
***********
LaTeX2e <2023-06-01> patch level 1
L3 programming layer <2023-06-30>
***********
)
Here is how much of TeX's memory you used:
24417 strings out of 475550
739689 string characters out of 5760645
6321070 words of memory out of 9390832
45262 multiletter control sequences out of 15000+600000
584144 words of font info for 81 fonts, out of 8000000 for 9000
1141 hyphenation exceptions out of 8191
102i,12n,107p,727b,2742s stack positions out of 10000i,1000n,20000p,200000b,200000s
答案1
一些注意事项：
--extra-mem-top不是我所拥有的 pdfTeX 版本（TeX Live）的选项，而且我无法通过这种方式编译您的示例，因此我使用了 LuaTeX；- 您的定义
testfunction似乎有效，但它显然与记录的用法不符\pgfmathdeclarefunction，而且似乎对问题并不重要，所以我在案例中切换了它.tikz（但不在案例中standalone）。
回答：
事实上，您可以将其standalone与外部化相结合。如果您standalone在主文件中加载包，则可以\input加载独立.tex文件。这将确保您的全局设置一致，同时允许您在必要时独立编译文件。standalone除非您另有说明，否则将简单地丢弃前言。
但是，standalone将其document视为一个组。因此，您不能在这样的一个文件中定义某些内容，然后在文档的后面使用它。但在我看来，这样做无论如何都是不好的做法。我要么将这些定义放在主序言中，从单独的文件中加载它们，要么在standalone文件的序言中定义它们，然后告诉standalone通过处理这些序言来确定需要什么（subpreambles，standalone调用它们）。
正如 Ulrike Fischer 所提到的，现在有几个新的外部化包可用。对于这个答案，我使用了memoize。请理解我昨天才开始使用它。尽管如此，它到目前为止已经外部化了 30 多幅图像，这击败了 Ti钾Z 的外部化库。
缺点：
memoize非常新；- 第一次编译后，你的文档看起来会很奇怪；
- 与使用该库相比，正确设置需要做更多的工作
external； - 它可能尚不支持 MikTeX，因为它提供更新的速度通常比 TeX Live 慢一点；
- 三个提取选项中最安全的两个需要安装不属于 TeX 安装的附加软件（在 Linux 上很容易，但在 Windows 上可能没那么容易？）。
优点：
- 它的作者撰写
forest并拥有提供出色支持的记录； - 它的 perl 和 python 提取脚本已经通过了安全测试，可以纳入引擎可以使用受限的 shell 转义运行的少量命令列表中（即，否则不需要完整的 shell 转义）；
- 它比 Ti 更快钾Z 的外化；
- 它可以外化图像
external不能； - 它通过校验和而不是简单的系列来命名外部文件，因此如果您在文档开头插入图像，它将编译该图像但不改变其余部分，而开箱即用，
external将重新编译所有内容; - 它是通用的，不仅限于图像；
- 它自动处理标签/参考；
- 如果它发现问题并且它知道，例如，这
remember picture意味着tikzpicture不应该被外部化，它就会中止并且不会出现错误； - 它不一定需要 shell 转义（我没有使用 shell 转义来外部化你的图）；
- 因为它将外部化对象作为文档单个编译的一部分进行编译 - 它不会为每个对象产生单独的编译过程 - 它不仅速度快，而且不会“优化”对象可能需要的东西。
也就是说，一旦设置好，它会更快、更安全、更强大，但需要做更多的工作才能启动。
我使用了默认memoize设置，也就是perl提取脚本。这无需 shell 转义即可工作。第一次运行时，您的文档看起来很奇怪，有各种大小奇怪的额外页面。下次运行时，额外内容会消失，并通过从第一次运行时创建的 PDF 中提取它们来创建“externs”（外部化内容）。然后根据需要将它们包含在文档中，并且只有在代码更改时（或它们包含\ref已更改的内容或您询问等）才重新创建。
[你能看出我一直在等待这个包裹登陆 CTAN 吗？！]
\begin{filecontents}[overwrite]{\jobname-large_tikz_figure_standalone.tex}
\documentclass[crop,tikz]{standalone}%
\usepackage{pgfplots}
\usepgfplotslibrary{colormaps}%
\pgfmathdeclarefunction{testfunction}{2}{%
\pgfmathparse{#1*#1+#2*#2}%
}
\pgfplotsset{
colormap={whiteblue}{color(0)=(white); color(0.1)=(blue)}
}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[
view={45}{45},
xlabel={$x$},
ylabel={$y$},
zlabel={$z$},
xmin=-3,
ymin=-3,
xmax=3,
ymax=3,
zmin=0,
zmax=5,
axis on top=true,
clip mode=individual,
ticks=none,
width=\columnwidth]
%plot test function
\addplot3 [surf, colormap name=whiteblue, samples=100,domain=-3:3,shader=interp, fill opacity=0.7 ] ({x},{y},{testfunction(x, y)});
\node[ left ,align=center] at (1,1) {test};
\end{axis}
\end{tikzpicture}
\end{document}
\end{filecontents}
\begin{filecontents}[overwrite]{\jobname-large_tikz_figure.tikz}
\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[
view={45}{45},
xlabel={$x$},
ylabel={$y$},
zlabel={$z$},
xmin=-3,
ymin=-3,
xmax=3,
ymax=3,
zmin=0,
zmax=5,
axis on top=true,
clip mode=individual,
ticks=none,
width=\columnwidth] % \columnwidth does not seem to work here?
%plot test function
\addplot3 [surf, colormap name=whiteblue, samples=100,domain=-3:3,shader=interp, fill opacity=0.7 ] {x^2+y^2};
\node[ left ,align=center] at (1,1) {test};
\end{axis}
\end{tikzpicture}
\end{filecontents}
\documentclass[conference]{IEEEtran}
\usepackage{memoize}
\usepackage{tikz}
\usepackage{standalone}
\usepackage{pgfplots}
\pgfplotsset{compat=1.18}
\usetikzlibrary{pgfplots.groupplots}
\usepgfplotslibrary{colormaps}%
\pgfplotsset{
colormap={whiteblue}{color(0)=(white); color(0.1)=(blue)}
}
\pgfmathdeclarefunction{testfunction}{2}{%
\pgfmathparse{#1*#1+#2*#2}%
}
\usepackage{lipsum}
\begin{document}
\section{Introduction}
\lipsum[2]
\begin{figure}[htp]% using h alone is a bad idea and pointless as LaTeX overrides it anyway
\input{\jobname-large_tikz_figure.tikz}
\caption{Tikz with input }
\end{figure}
\begin{figure}[htp]
\input{\jobname-large_tikz_figure_standalone}
\caption{standalone tikz}
\end{figure}
\end{document}
答案2
此配置对我有用。（Windows、TeXstudio、MiKTeX）
（1）lualatex.exe -synctex=1 -interaction=nonstopmode -shell-escape %.tex在 MiKTeX 中使用。
（2）TestExternalize.tex在工作目录中WorkingDir有一个子目录figures
在代码中添加了l3benchmark用于测量执行时间的包：测量编译时间
添加到代码中的其他行并非绝对必要，但有助于将外部化创建的辅助文件放置在目录中，并使用每个文件前面的 来figures命名它们。如果您的文档包含许多图形，这一点很重要。\tikzsetnextfilename{..}\begin{figure}tikz
%%% File TestExternalize.tex
% !TeX TS-program = lualatex
\RequirePackage{l3benchmark}% added https://tex.stackexchange.com/a/505840/161015
\ExplSyntaxOn
\AtEndDocument { \benchmark_toc: }
\benchmark_tic:
\ExplSyntaxOff
\documentclass[conference]{IEEEtran}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{external}
\tikzexternalize[prefix=./figures/] %changed + Folder needs to be created before compiling <<<<<<
\tikzset{external/system call={% added <<<<<<<<<<<<<<
lualatex \tikzexternalcheckshellescape
-halt-on-error -shell-escape -interaction=batchmode
-jobname "\image" "\texsource"}}
\usepackage{pgfplots}
\pgfplotsset{compat=1.18}
\usetikzlibrary{pgfplots.groupplots}
\usepgfplotslibrary{colormaps}%
\usepackage{lipsum}
\begin{document}
\section{Introduction}
\lipsum[2]
\begin{figure}[ht]
\centering
\input{./figures/large_tikz_figure.tikz}
\caption{Tikz with input }
\end{figure}
\lipsum
\end{document}
（3）编译后的目录结构。
（4）输出：TestExternalize.pdf
首次运行 100 个样本（来自消息窗口）
This is LuaHBTeX, Version 1.15.1 (MiKTeX 22.10) (format=lualatex 2023.7.25) 13 OCT 2023
(./figures/large_tikz_figure.tikz
===== 'mode=convert with system call': Invoking 'lualatex -shell-escape -halt-on-error -interaction=batchmode -jobname "./figuresTestExternalize-figure0" "\def\tikzexternalrealjob{TestExternalize}\input{TestExternalize}"' ========
lualatex: security risk: running with elevated privileges This is LuaHBTeX, Version 1.15.1 (MiKTeX 22.10) system commands enabled.
)
l3benchmark) + TOC: 14.1 s
第二次运行
(./figures/large_tikz_figure.tikz
===== Image './figuresTestExternalize-figure0' is up-to-date. ======
)
(l3benchmark) + TOC: 1.29 s
另请参阅类似答案外化
你TestExternalize-figure0.log会发现
(l3benchmark) + TOC: 11.7 s
答案3
谢谢大家的回复。我的回答有点晚了，因为我尝试了不同的解决方案，我将总结我的发现。
正如两次提到的，切换到lualatex设置
lualatex.exe -synctex=1 -interaction=nonstopmode -shell-escape %.tex
以及额外的
\tikzset{external/system call={% added <<<<<<<<<<<<<<
lualatex \tikzexternalcheckshellescape
-halt-on-error -shell-escape -interaction=batchmode
-jobname "\image" "\texsource"}}
确实修复了问题，编译速度很快，重新编译不会重新编译图形。在我的原始（项目）文档中，我不得不在序言中添加一些小改动：
\pdfcompresslevel=1
\pdfobjcompresslevel=1
到
\edef\pdfcompresslevel{\pdfvariable compresslevel}
\pdfcompresslevel=1
由于有必要，我的同事也可以运行该文档，并且我们对所有项目使用相同的（外部）前言文档，所以 lualatex 可能不够用，即使我更喜欢这个解决方案！
最终解决了我的问题，在使用 pdflatex 时，在序言中 添加了 with \tikset。编译命令是： 因此，主文档如下所示--extra-mem-top=10000000pdflatex.exe -synctex=1 -interaction=nonstopmode --extra-mem-top=10000000 --shell-escape %.tex
\documentclass[conference]{IEEEtran}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{external}
\tikzexternalize[prefix=figures/] %Pfad, wo die Daten abgelegt werden sollen
\usepackage{pgfplots}
\pgfplotsset{compat=1.18}
\usetikzlibrary{pgfplots.groupplots}
\usepgfplotslibrary{colormaps}%
\usepackage{lipsum}
\tikzset{external/system call={% added <<<<<<<<<<<<<<
pdflatex \tikzexternalcheckshellescape
-halt-on-error -shell-escape -interaction=batchmode
--extra-mem-top=10000000 -jobname "\image" "\texsource"}}
\begin{document}
\begin{abstract}
\lipsum[1]
\end{abstract}
\begin{IEEEkeywords}
blablabla
\end{IEEEkeywords}
\section{Introduction}
\lipsum[2]
\tikzsetnextfilename{Tikz_with_input}
\begin{figure}[h]
\input{./figures/large_tikz_figure.tikz}
\caption{Tikz with input}
\end{figure}
\pgfmathdeclarefunction{testfunction}{2}{%
\pgfmathparse{#1*#1+#2*#2}%
}
%
\pgfplotsset{
colormap={whiteblue}{color(0)=(white); color(0.1)=(blue)}
}
\tikzsetnextfilename{test2}
\begin{figure}[h]
\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[
view={45}{45},
xlabel={$x$},
ylabel={$y$},
zlabel={$z$},
xmin=-3,
ymin=-3,
xmax=3,
ymax=3,
zmin=0,
zmax=5,
axis on top=true,
clip mode=individual,
ticks=none,
width=\columnwidth]
%plot test function
\addplot3 [surf, colormap name=whiteblue, samples=100,domain=-3:3,shader=interp, fill opacity=0.7 ] ({x},{y},{testfunction(x, y)});
\node[ left ,align=center] at (1,1) {test};
\end{axis}
\end{tikzpicture}
\caption{Tikz in main}
\end{figure}
\end{document}