Zeiche Grafiken durch Code mit pgfplots

Das pgf/tikz Paket erlaubt dir Grafiken innerhalb von LaTeX Dokumenten zu erstellen und somit einen einheitlichen Stil zu gewährleisten.


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Das Paket pgf/tikz kann verwendet werden um schöne Grafiken, insbesondere Diagramme in LaTeX zu zeichnen. Es ermöglicht dir Vektorgrafiken innerhalb deines Dokumentes zu zeichnen, ohne dass du externe Programme wie Inkscape oder Adobe Illustrator verwenden musst und ist dadurch viel flexibler. Aber im Gegensatz zu grafischen Editoren zeichnen wir nicht, sondenr programmieren die Vektorgrafiken über vordefinierte Makros. Ich werde zunächst eine kleines Beispiel zeigen, welches einige einfache geometrische Formen enthält und dann die Syntax von tikz erklären:

\documentclass{article}

\usepackage{tikz}

\begin{document}
\begin{figure}[h!]
  \begin{center}
    \begin{tikzpicture}
      \draw [red,dashed] (-2.5,2.5) rectangle (-1.5,1.5) node [black,below] {Start}; % Draws a rectangle
      \draw [thick] (-2,2) % Draws a line
      to [out=10,in=190] (2,2)
      to [out=10,in=90] (6,0) 
      to [out=-90,in=30] (-2,-2);    
      \draw [fill] (5,0.1) rectangle (7,-0.1) node [black,right] {Obstacle}; % Draws another rectangle
      \draw [red,fill] (-2,-2) circle [radius=0.2] node [black,below=4] {Point of interest}; % Draws a circle
    \end{tikzpicture}
    \caption{Example graphic made with tikz.}
  \end{center}
\end{figure}
\end{document}

Das Resultat sieht dann wie folgt aus:

lesson11.png

Normalerweise sollte das tikzpicture in einer figure Umgebung eingebettet sein. Unter Verwendung des \draw Befehls können wir Elemente hinzufügen. Es ist nötig bestimmte Optionen in den Eckigen klammern zu setzen und die Koordinaten zu definieren.

Die Syntax von Tikz

Um die zugrunde liegende Syntax zu erläutern, betrachten wir zunächst einmal den Befehl, welcher das rote Rechteck in zeichnet:

\draw [red,dashed] (-2.5,2.5) rectangle (-1.5,1.5) node [black,below] {Start};

Hier zeigen die Optionen an, dass das Rechteck rot und gestrichelt gezeichnet werden soll. Anschließend definieren wir die Position unseres Rechtecks in kartesischen Koordinaten (-2.5,2.5) Um nun die Größe des Rechtecks festzulegen, genügt es ein weiteres Koordinatenpaar hinter dem rectangle Befehl hinzuzufügen: (-1.5,1.5). Außerdem kannst du sehen, dass unter dem Rechteck noch ein Text steht. Solcher Text wird in der Regel mit sogenannten nodes (text-node) in das Bild eingebunden. Wir definieren hier, dass sich unter dem Objekt schwarzer Text befinden soll. Bemerkenswert ist auch, dass im Gegensatz zu normalem LaTeX Code hier alle Befehle mit einem Semikolon beendet werden müssen.

Der nächste Ausschnitt zeigt, wie eine Linie durch Definition eines Pfades gezeichnet werden kann:

      \draw [thick] (-2,2) % Draws a line
      to [out=10,in=190] (2,2)
      to [out=10,in=90] (6,0) 
      to [out=-90,in=30] (-2,-2);   

Die Syntax ist hier die gleiche wie bereits beim Rechteck. Wir verwenden aber andere Befehle zwischen den jeweiligen Koordinaten. Um die Punkte entlang eines Pfades zu bestimmen, wird in Tikz der to Befehl verwendet. Normalerweise würde Tikz eine gerade Linie zeichnen, aber im Bild ist zu sehen, dass die schwarze Linie geschwungen durch das Bild läuft. Dies kann erreicht werden, indem ein Ein- und Ausgangswinkel über die Optionen in und out gesetzt wird. Es gibt viele weitere Befehle und es kann eine Weile dauern, bis komplexe Grafiken mit Tikz erstellt werden können, aber einfache Grafiken sollten für den Anfang kein Problem darstellen. Der große Vorteil ist, dass die Grafiken sich sehr schön in das Gesamtbild des Dokuments einfügen. Es gibt auch Erweiterungen für Tikz, welche uns ermöglichen verschiedenste Diagramme, Mindmaps etc. zu zeichnen.

Zusammenfassung

  • Tikz kann verwendet werden um Grafiken innerhalb von LaTeX Dokumenten zu zeichnen
  • Es gibt keine grafische Benutzeroberfläche, stattdessen werden die Grafiken programmiert
  • Es gibt eine Umfangreiche Dokumentation zu dem Paket im Tikz Manual
  • Im Internet gibt es viele Bespiele zu Tikz
  • Über Erweiterungen wird das Zeichnen von Diagrammen vereinfacht

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