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Topos Uranos
Português

Desenhos com TikZ

Resumo

Esta aula ensina a desenhar dentro do documento com o TikZ. Explica o que se ganha ao desenhar em LaTeX (a tipografia e as fórmulas do texto, a ampliação sem perda, a correção na fonte e o controle de versões), o que isso custa e quando convém mais exportar um gráfico do R ou do Python; mostra que, num documento em português, o TikZ precisa de sua biblioteca babel, sem a qual o primeiro rótulo entre aspas produz uma cascata de erros; apresenta o ambiente tikzpicture e o comando \tikz, as coordenadas cartesianas, polares e relativas, e os caminhos (segmentos, retângulos, círculos, arcos e curvas); percorre as opções do traço e as pontas de seta da biblioteca arrows.meta; ensina os nós, com nome, com âncoras e situados uns em relação aos outros com a biblioteca positioning; fixa a notação com estilos próprios; repete com \foreach; compõe um fluxograma, um esquema de forças, uma árvore de conceitos, uma árvore sintática e o gráfico de uma função, advertindo que plot mede os ângulos em graus; apresenta o pgfplots para os gráficos de dados; põe a figura num flutuante e compara as três maneiras de escalá-la; e termina com os erros típicos, o tempo de compilação e o que convém evitar.

Objetivos de aprendizagem

  1. Decidir com razões se uma figura convém ser desenhada com o TikZ, traçada com o pgfplots ou exportada de um programa de análise de dados.
  2. Preparar o preâmbulo de um documento em português para o TikZ e explicar por que é necessária a biblioteca babel.
  3. Desenhar com coordenadas absolutas, polares e relativas, e prever o caminho que uma sequência de coordenadas com + e ++ traça.
  4. Compor diagramas com nós com nome, situados com a biblioteca positioning, e com estilos próprios definidos uma única vez.
  5. Inserir um desenho num flutuante com sua legenda e seu rótulo, escalá-lo prevendo o que acontece com o texto e diagnosticar os erros típicos a partir do registro.

Por que desenhar em LaTeX

As aulas anteriores inseriram imagens feitas fora do documento. Um desenho feito com o TikZ, ao contrário, escreve-se na fonte com comandos, e o motor o compõe como compõe o texto. Disso decorrem quatro vantagens. A primeira é a unidade tipográfica: os rótulos do desenho usam a mesma letra e o mesmo tamanho do texto, e uma fórmula num rótulo é idêntica à do parágrafo que a comenta. A segunda é a ampliação sem perda: o resultado é vetorial, de modo que se amplia sem que apareçam os pixels. A terceira é que o desenho se corrige na fonte: mudar um rótulo ou deslocar um ponto é mudar uma linha, sem voltar a um programa de desenho nem procurar o arquivo original. A quarta é que o desenho se versiona com o texto, porque é texto: fica no mesmo arquivo, na mesma cópia de segurança e no mesmo histórico.

Ora, essas vantagens têm um preço. O TikZ é uma linguagem com sintaxe própria, cujo manual passa de mil páginas, e um desenho que num programa gráfico se faz com o mouse em um minuto pode exigir aqui meia hora na primeira vez. Convém, portanto, distinguir. Os esquemas, os diagramas e as figuras geométricas, compostos de poucas formas com rótulos, são o terreno natural do TikZ. Os gráficos de dados, por sua vez, fazem-se melhor com o pgfplots, construído sobre o TikZ e apresentado no fim desta aula, ou, se os dados são analisados no R ou no Python, com o mesmo programa que os analisa: o gráfico é exportado em PDF e inserido como na aula dedicada às imagens, e fica ligado aos dados e à análise que o produzem. Ambas as linguagens oferecem ainda saídas que escrevem o gráfico em código para LaTeX (o pacote tikzDevice no R e a saída PGF do matplotlib no Python), de modo que os rótulos adotam a letra do documento.