¿Cómo se hacen estas figuras de la física moderna?

Tengo curiosidad por saber cómo se hacen las figuras en los libros de texto de introducción a la física/ingeniería populares. Como ejemplos de lo que quiero decir, vea las cifras publicadas y mis comentarios, todos de varias ediciones del libro de Física de Serway y el libro de Jewett (creo).

Figura 1

Mire todos estos gradientes de color en los metales y las imitaciones de iluminación en las esferas. Observe la naturaleza relativamente realista de la escala de fuerza y ​​las poleas.

Figura 2

Observe aquí que tenemos una fuente similar a LaTeX en los símbolos matemáticos.

Figura 3
(fuente: cbu.edu )

Guau. Tantas formas complejas, buenos dibujos al agua y la capacidad de anotar el dibujo libremente.

Figura 4

Por último, vemos objetos más extremadamente complicados y realistas, como el barco y la montaña. Pero esto no son solo imágenes, está claro que el software utilizado tiene un sistema de coordenadas muy preciso, como lo demuestran los dibujos de cinemática superpuestos.

Conozco otras publicaciones en Physics SE que recomiendan software de dibujo como PowerPoint, TiKZ, aymptote, mathematica, etc. Pero dudo mucho que estas figuras se hayan producido en alguno de estos. Mi sospecha es que los editores tienen algún software especializado para esta tarea. Entonces, ¿qué es ese software? ¿Alguien sabe? La SE de Física no tenía la respuesta...

Es importante darse cuenta de la estipulación de que uno debe poder escribir matemáticas con el formato adecuado (usando alguna manifestación LaTeX) en las figuras. Digo esto porque tengo la intención de usar tales figuras en un libro, y las fuentes deben coincidir.

No estoy seguro de los otros, pero estos ciertamente podrían haberse hecho en Inkscape. El último ejemplo parece al menos parcialmente dibujado a mano. También vale la pena señalar que no necesita LaTeX para escribir matemáticas con el formato correcto. Puede insertar fácilmente los símbolos correctos como en estos diagramas en cualquier software de diseño.
¿Le has preguntado al autor(es) del libro que contiene estas imágenes?
Ya veo, gracias por eso. No me di cuenta de que nada en la época actual podría dibujarse a mano... El requisito de LaTeX es más porque estoy usando estos diagramas en un libro de texto que está escrito en LaTeX. Cada vez que he intentado usar software que no usa LaTeX de forma nativa, termina habiendo una discrepancia entre las fuentes. Tal vez estoy arruinando algo...
@Kurt Esa es una buena sugerencia. En mi experiencia, los profesores rara vez responden a correos electrónicos de personas al azar, pero tal vez sea una buena idea intentarlo.
Probablemente fueron hechos por un ilustrador con Adobe Illustrator. Y sí, lo más probable es que dibujado manualmente en una computadora sea la respuesta. El caso es que ninguna de las imágenes tarda mucho en hacerse. La primera imagen se ocupa del diseño de la apariencia del documento.
@Kurt Recibí una respuesta de Randall Knight, autor de Física para científicos e ingenieros: un enfoque estratégico. Me dijo que la editorial hace sus dibujos finales, y que usan ilustrador.

Respuestas (2)

Lo más probable es que sean dibujados por un humano en una computadora. Manualmente, con alguna definición de manual. Siempre me parece un poco extraño cómo las personas de hoy en día no pueden dibujar dibujos lineales simples por sí mismos. Entonces, para comenzar a responder esta pregunta, te preguntaría ¿cuánto tiempo te tomaría dibujar la siguiente imagen con lápiz y papel?

ángulo del triángulo

Imagen 1 : ¿Cuánto tiempo te llevaría dibujar esto con regla, papel y compás?

De hecho, lo cronometré, me tomó ~ 5 minutos encontrar las herramientas. Dibujarlo prolijamente me tomó ~3 minutos. Ahora, para comparar, cronometré el tiempo que me llevó dibujar esto en Illustrator y me tomó unos segundos comenzar y ~ 2 minutos dibujarlo cuidadosamente sin prisa. Ahora, haber hecho esto también en Mathematica toma alrededor de 12 minutos una vez que diseño las cosas correctamente*.

Sin duda, podría hacerlo mejor si mi aplicación de dibujo tuviera un solucionador basado en restricciones y pudiera reducir fácilmente el tiempo a un minuto. Desafortunadamente, no existe una aplicación basada en restricciones que sea tan ordenada como la salida de los ilustradores, por lo que estoy listo para tomar un 50% de éxito en el dibujo si no necesito usar un 200% de tiempo adicional para hacer que la salida sea ordenada.

La razón es que la forma más fácil de describir el problema en cuestión a una computadora es dibujar la imagen. Las aplicaciones CAD tienen tecnología para hacer esto aún más rápido en casos más complejos, pero no son expertos en la parte de ilustración. Incluso en aplicaciones CAD técnicamente dibujas algo topológicamente correcto e ingresas valores. Esto es lo más rápido que hemos encontrado hasta la fecha, si puedes encontrar algo mejor, entonces estoy bastante seguro de que podría hacerte millonario con un poco de esfuerzo, ramas enteras de la ingeniería darían media vuelta.

Ahora, una vez que tenga la forma básica en una aplicación de computadora, pasar al estilo diseñado no es muy difícil.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Imagen 2 : La aplicación del estilo lleva aproximadamente el mismo tiempo que decidir cuál va a ser el estilo.

Yo al final, con una reutilización liberal de iconografía y estilos. Esas imágenes no tardan mucho en dibujarse para un ilustrador experimentado. Se tarda mucho más en decidir qué dibujar y dónde encajar la imagen que dibujarla realmente. Entonces, al final, se trata más de eliminar la procrastinación de un humano a la procrastinación de otro humano, por fin hasta que tengamos una IA efectiva. El software podría ser un poco más óptimo, pero no vale la pena el esfuerzo de un libro, especialmente porque necesitaría superar la cosecha actual de software en la mayoría de los frentes.

Algunos puntos:

  • Puede incrustar partes compuestas de látex en Illustrator (esto no es más tedioso de administrar que colocar dos ventanas una al lado de la otra). No es necesario hacer todas las partes de una imagen con una sola herramienta.
  • No es necesario que todas las imágenes se hayan hecho con la misma herramienta

* Mathematica sería genial si sus herramientas de anotación pudieran ajustarse a la cuadrícula.

¡Respuesta útil! En particular, me di cuenta de que el software CAD es bastante bueno para crear rápidamente geometría precisa, así que pensé en usarlo. Pero su experiencia de que es más difícil ilustrarlo es bastante útil... También he tenido problemas similares con Mathematica. Creo que buscaré usar Inkscape o Illustrator para este propósito. Sin embargo, una última pregunta: ¿Illustrator/Inkscape es capaz de graficar funciones? Para hacer imágenes como la cuarta... Como dices, supongo que, en principio, podrías usar múltiples herramientas para hacer esto, pero probablemente sería una molestia alinear y combinar el estilo.
Un software CAD es preciso. Así que un software de ilustración.
Las herramientas CAD de @Rafael son mucho más precisas y más fáciles de usar. Sin embargo, no es tan útil para ilustrar.
@MaanDoabeDa sí, inkscape tiene una herramienta gráfica. Y he creado una herramienta gráfica para Illustrator que se puede encontrar aquí .
JooJaa, ese es mi punto. Un software de ilustración puede ser extremadamente preciso. La parte "un programa CAD es preciso" fue solo la declaración inicial.
@Rafael Mi punto es que no puede llamar al ilustrador terriblemente preciso ya que, de hecho, a menudo tiene algunos problemas de precisión cuando empuja las cosas un poco más. Además, el ilustrador no puede hacer círculos perfectos. Por ejemplo, muchas herramientas CAD pueden. Por supuesto, es lo suficientemente precisa para la tarea en cuestión.

Creo que la herramienta utilizada es el esfuerzo interdisciplinario, comúnmente conocido como Trabajo en Equipo.

Si una ilustración está hecha para ilustrar, probablemente esté hecha por un ilustrador usando un programa hecho para ilustraciones; Corel Draw, Illustrator, Inkscape, Afinity Design.

Tienes al ingeniero, maestro o lo que sea haciendo un diagrama base y un ilustrador haciendo ilustraciones.

Es un trozo de tarta haciendo fórmulas en un programa de ilustración por un ilustrador, por lo que no hace falta LaTex, ni Mathematica, etc.(1)

Mira esta publicación. ¿Cómo puedo hacer que una figura parezca hecha de vidrio?

(1) Soy Diseñador Gráfico y estudié algunos años de Ingeniería Mecánica. Entiendo la importancia de la precisión de la fórmula. Pero en diagramas como estos la fórmula es sólo un elemento en toda la pedagogía de las ilustraciones.

¿Recuerdas cómo se entendía un concepto en el laboratorio en lugar de en la pizarra? Una ilustración necesita combinar ambos mundos.

Estoy agregando esto basado en algunas partes de sus comentarios. (Este es probablemente un comentario muuuuy largo)

¿Illustrator/Inkscape es capaz de graficar funciones? Para hacer imágenes como mi cuarta...

En la 4ta imagen no veo grafica, porque no tenemos formula, ni datos. Tenemos una ilustración simulando un Gráfico, una trayectoria parabólica, probablemente con un tipo específico de curva que simula un segmento de una parábola. Existe la posibilidad de que esa curva tenga un ligero desalineamiento si la comparamos con una trayectoria real... pero eso no importa.

Por supuesto que ves un gráfico, probablemente un infante de marina verá un crucero de batalla clase M y un historiador verá un evento de la batalla del pacífico, y un estudiante verá una isla desierta con chicas en bikini... (probablemente no).

Lo que quiero decir con esto es que el objetivo de una ilustración es tener una abstracción de la situación, no una precisión física.

En estas ilustraciones, la apariencia es mucho más importante que la exactitud matemática total, incluida la lógica, así que use la herramienta adecuada para eso.

Otra cosa a considerar.

Lo más probable es que las imágenes sean procesadas en algún momento por una de estas herramientas de diseño gráfico. Illustrator, Corel o Indesign. Así que una buena elección es prepararlos en formato nativo. Al no prepararlos en un programa CAD, luego se necesitarán para exportarlos y reprocesarlos... y, a veces, rehacerlos.

Apéndice: Aquí están los enlaces a estos cuatro programas:

Inkscape es gratis y lo suficientemente bueno. A veces es un poco torpe pero funciona. Se usa más a menudo para los diseñadores web que hacen cosas simples, como iconos.

Hay algunos otros programas. Los escribo aquí como referencia. Amadine y Gravit Designer.

De hecho, el trabajo en equipo sería la mejor solución. Sin embargo, la realidad es que los editores no siempre ayudan a los autores a crear las figuras de sus libros de texto; el autor debe crearlos él mismo. Y enfaticé la necesidad de las matemáticas de estilo LaTeX porque, nuevamente, en un libro, la fuente debe coincidir con la del resto del documento. Editaré mi pregunta original para aclarar esto. ¡También excelentes ilustraciones en ese enlace!
"el autor debe crearlos él mismo". Probablemente, probablemente no. No mezcle sus opciones. ¿Has mirado si hay algún estudiante dispuesto a hacer algún trabajo social? o la práctica académica? ¿Algún freelancer dispuesto a hacer un trabajo loco porque es un buen proyecto? ¿Las ilustraciones te quitarán tanto tiempo que podrías invertir mejor en otras cosas?
Si los está haciendo usted mismo, use la mejor herramienta que pueda para el proyecto de ilustración. "No el que usan mis colegas", que no son ilustradores.
Sí, a menudo he pensado que podría entregar el trabajo a alguien debajo de mí/algún estudiante interesado. Pero actualmente soy un estudiante de posgrado de 23 años, así que no puedo hacer eso todavía... Pero estoy de acuerdo, uno no debe usar lo que otros en el campo están usando. Puede que no sea la mejor herramienta para el trabajo. Es por eso que vine a este SE para averiguar qué están usando otros.
Prueba los gratuitos Draw Plus e Inkscape. Corel e Illustrator tienen un período de prueba, pero 30 días no es tiempo suficiente para hacer su trabajo. Puede considerar comprarlos o alquilarlos.
¿Cómo se hacen estas figuras de la física moderna?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v