Comment tracer une ligne avec une flèche au milieu ?#
Pour personnaliser les lignes, on peut utiliser le package tikz.
Note
On considère dans cet article que les bases de l’utilisation de ce package sont connues. Si ce n’est pas le cas, on pourra se reporter à sa documentation, ou à l’excellent TikZ pour l’impatient.
1. La bibliothèque decorations.markings#
Afin de comprendre comment ajouter une flèche à une ligne, commençons par introduire cette
bibliothèque permettant de placer n’importe quelle « marque » sur un chemin défini par la
commande \draw.
Pour pouvoir bénéficier de cette bibliothèque, il faut la charger dans le préambule avec la commande suivante :
\usetikzlibrary{decorations.markings}
Voici un premier exemple.
\documentclass[french]{article}
\usepackage[T1]{fontenc}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage[a4paper]{geometry}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{decorations.markings}
\usepackage{babel}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}
\draw[decorate, decoration={
markings, mark= at position .3 with{
\draw (-2pt,-2pt) -- (2pt,2pt);
\draw (2pt,-2pt) -- (-2pt,2pt);
}}
] (0,0) -- (4,0);
\end{tikzpicture}
\end{document}
L’exemple précédent permet de comprendre le principe, mais n’est pas très intéressant : on ne voit qu’une seule marque et la ligne n’est pas tracée.
Dans le suivant, on trace plusieurs marques le long du chemin, ce qui est déjà mieux.
\documentclass[french]{article}
\usepackage[T1]{fontenc}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage[a4paper]{geometry}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{decorations.markings}
\usepackage{tikz}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}
\draw[decorate, decoration={
markings, mark= between positions 0 and 1 step .1 with{
\draw (-2pt,-2pt) -- (2pt,2pt);
\draw (2pt,-2pt) -- (-2pt,2pt);
}}
] (0,0) -- (4,0);
\end{tikzpicture}
\end{document}
Note
Ici, les positions et distances des marques sont indiquées en pourcentage de la longueur du chemin, mais on peut utiliser des distances absolues en mm, cm, pt etc.
2. Ajouter la ligne#
Maintenant que le principe de la « décoration » a été présenté, on souhaite faire apparaitre la ligne.
Pour cela, on utilise une postaction dont le fonctionnement est décrit à la page 189 de la
documentation de TikZ.
Voici un exemple :
\documentclass[french]{article}
\usepackage[T1]{fontenc}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage[a4paper]{geometry}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{decorations.markings}
\usepackage{babel}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}
\draw[postaction={decorate, decoration={
markings, mark= between positions 0 and 1.0 step 0.1 with{
\draw (-2pt,-2pt) -- (2pt,2pt);
\draw (2pt,-2pt) -- (-2pt,2pt);
}}}
] (0,0) -- (4,0);
\end{tikzpicture}
\end{document}
Cet exemple illustre l’idée générale : la décoration de la ligne se faisant en « postaction » , la ligne classique sera d’abord tracée, et ensuite les marques sont ajoutées.
3. Placer une flèche au milieu#
Pour placer une flèche, on reprend les principes présentés dans les parties précédentes et
on utilise la commande \arrow pour la marque.
\documentclass[french]{article}
\usepackage[T1]{fontenc}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage[a4paper]{geometry}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{decorations.markings}
\usepackage{babel}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}
\draw[postaction={decorate, decoration={
markings, mark= at position 0.5 with{
\arrow[red]{>};
}}}
] (0,0) -- (4,0);
\end{tikzpicture}
\end{document}
À faire
Il faudrait trouver le moyen d’augmenter le zoom par déaut.
4. Personnaliser les flèches#
4.1. Personnalisation par défaut#
TikZ offre par défaut une certaine marge de personnalisation des flèches : on peut choisir le sens, l’épaisseur de la ligne ou encore quelques types de flèches.
Voici un exemple :
\documentclass[french]{article}
\usepackage[T1]{fontenc}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage[a4paper]{geometry}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{decorations.markings}
\usepackage{babel}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}
\draw[postaction={decorate, decoration={
markings, mark= at position 0.5 with{
\arrow[red, line width=3pt, >=stealth]{>};
}}}
] (0,0) -- (4,0);
\draw[postaction={decorate, decoration={
markings, mark= at position 0.5 with{
\arrow[blue, line width=1pt, >=latex ]{<<};
}}}
] (0,-1) -- (4,-1);
\end{tikzpicture}
\end{document}
4.2. La bibliothèque arrows.meta#
Cette bibliothèque qu’il faudra charger avec usetikzlibrary{arrows.meta} permet de
régler l’aspect des flèches de manière beaucoup plus fine.
Les nombreuses possibilités qu’elle offre sont décrites à partir de la page 190 de la documentation.
On donne un exemple ci-dessous.
\documentclass[french]{article}
\usepackage[T1]{fontenc}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage[a4paper]{geometry}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{decorations.markings, arrows.meta}
\usepackage{babel}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}
\draw[postaction={decorate, decoration={
markings, mark= at position 0.5 with{
\arrow{Triangle[open, width=20pt, length=10pt]};
}}}
] (0,0) -- (4,0);
\end{tikzpicture}
\end{document}
Prudence
On remarque dans l’exemple précédent que les options de personnalisation ne sont pas au
même endroit que précédemment: les options par défaut sont passées à la commande \arrow
tandis que celles offertes par arrows.meta sont passées au type de
flèche choisi, ici Triangle.
5. Définir des styles#
Si on utilise de manière fréquente le même type de ligne ou de flèche, TikZ offre la possibilité de définir des styles.
Par exemple en optique géométrique, les styles des différents rayons lumineux peuvent être définis comme dans l’exemple ci-dessous.
\documentclass[french]{article}
\usepackage[T1]{fontenc}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage[a4paper]{geometry}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{decorations.markings, arrows.meta}
\usepackage{babel}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}
% Définition des styles
\tikzset{simple/.style={postaction={decorate,decoration={
markings, mark= at position .8with{\arrow{Straight Barb[] };}}}}}
\tikzset{simpleInv/.style={postaction={decorate,decoration={
markings,mark=at position .8 with{\arrowreversed{Straight Barb[]};}}}}}
\tikzset{double/.style={postaction={decorate,decoration={
markings,mark=at position .8 with{\arrow{Straight Barb[] Straight Barb[]};}}}}}
% Utilisation des styles
\draw[simple, red] (0,0) -- (4,0);
\draw[simpleInv, red] (0,-1) -- (4,-1);
\draw[double, blue] (0,-2) -- (4,-2);
\end{tikzpicture}
\end{document}
Obsolète
On trouve encore de nombreuses ressources utilisant la syntaxe tikzstyle(⟨nom du style⟩) [⟨options⟩], qui fonctionne encore, mais elle n’est plus présente dans la documentation
officielle. Il est donc conseillé de ne plus l’utiliser.