如何用latex做动态gif图

引言

我们知道，一般我们作图都是用stata、matlab或其他软件，然后再将作出的图片另做他用，如做定格动画。但一般很少人直接用latex去做，原因有两点：（1）作出的图为PDF版本，还需通过一定的途径转化为其他格式如PNG格式；（2）目前很多软件如imagemagick、Adobe acrobat DC转出的图片效果不是很好（失真率很大）；（3）定格动画本身需要很多图片素材，一般需要跑循环才能完成，而latex的循环语句比较难阅读和使用的。本文的目的在于为大家创建一个用latex做定格动画的模式，以供大家套用。

先做出单张PDF图

这里我们先做一个角度为$120^{\circ }$的图。
代码如下：

%采用pdflatex编译（速度大大提升）
\documentclass[12pt,a4paper,UTF8]{ctexart}
\usepackage{tikz}
\usepackage{siunitx} %需要用到\ang[options]{degrees}命令
\newcommand{\iangle}{120}
%\usepackage{ctex}
\usepackage[landscape]{geometry} %使得页面横置
%对于中文字体的处理：pdfLaTeX用CJK包或ctex包会出错，而用\documentclass[UTF8]{ctexart}则没有问题；XeLaTeX用CJK包，则可以正确编译。

\begin{document}
\begin{tikzpicture}[scale=1.5] %scale参数可以使得图形放大一定的倍数而本身的字体大小可以保持不变。
	%画左边的圆
	%scope环境里够成一整个区块，然后可以使这一整个区块进行平移。
	\begin{scope}[xshift=-1.75cm] 
		\fill[fill=gray,fill opacity=0.2]
		(0,0) -- (0:1) arc (0:\iangle:1) -- cycle;
		\filldraw[fill=gray,fill opacity=0.5]
		(0,0) --(0:0.3) arc (0:\iangle:0.3) -- cycle;
		\draw[->] (-1.2,0) -- (1.2,0);
		\draw[->] (0,-1.2) -- (0,1.2);
		\draw[thick] (0,0) circle (1);
		\coordinate[label=\iangle:$P$] (P) at (\iangle:1);
		\coordinate[label=below:$P_0$] (P0) at (P |- 0,0);
		\draw (0,0) -- (P);
		\draw (P) -- (P0);
		\node[right] at (\iangle/2:0.3) {\ang{\iangle}};
	\end{scope}
	%画右边的正弦曲线
	\draw[->] (0,0) -- ({rad(210)},0);
	\draw[->] (0,-1.2) -- (0,1.2);
	\draw[thick,domain=0:rad(210)] plot(\x,{sin(\x r)}) node[right] {$\sin x$};
	\foreach \t in {0,90,180} {
		\draw ({rad(\t)},-0.05) -- ({rad(\t)},0.05);
		\node[below,outer sep=2pt,fill=white,font=\small]
		at ({rad(\t)},0) {\ang{\t}};	
	}
	\foreach \y in {-1,1} {
		\draw (-0.05,\y) -- (0.05,\y);
	}
	\coordinate[label=above:$Q$] (Q) at ({rad(\iangle)},{sin(\iangle)});
	\coordinate[label=below:$Q_0$] (Q0) at (Q |- 0,0);
	\draw (Q) -- (Q0);
	%左右相互连接
	\draw[dashed] (P) -- (Q);
\end{tikzpicture}
\end{document}