Wie kann ich mit TikZ auf Bildern zeichnen?

Im Folgenden verwende ich das Bild PRODPIC-1461.jpg, das ich auf www.tvfilmprops.co.uk gefunden habe.

Mithilfe der TikZ-Optionen shift, x und y lassen sich Koordinaten verwenden, die in einem lokalen Koordinatensystem existieren, das mit dem eingefügtem Bild skaliert wird. So lässt sich mit dem Code

\begin{tikzpicture}
    \node[anchor=south west,inner sep=0] (Bild) at (0,0)
                                                    {\includegraphics{Bild.jpg}};
    \begin{scope}[x=(Bild.south east),y=(Bild.north west)]
        \draw[red,ultra thick,rounded corners] (0.5,0.25) rectangle (0.75,0.25);
    \end{scope}
\end{tikzpicture}

bereits sehr einfach auf dem Bild zeichnen. Dadurch, dass man den Südwest-Anchor auf den Koordinatenursprung setzt kann man nun einfach den Südost-Anchor sowie den Northwest-Anchor als Koordinaten für die x- und die y-Vektoren verwenden.

Die Koordinate (0, 0) ist dann in der unteren linken Ecke des Bildes, die Koordinate (1, 1) in der oberen rechten Ecke des Bildes. Die Mitte des Bildes liegt bei (0.5, 0,5). Dies funktioniert auch, wenn das Bild rotiert wird.

Nodescope

Um das Ganze etwas komfortabler zu machen habe ich im Code unten die Umgebung nodescope so wie das Coordinate System nodescope hinzugefügt.

Die Umgebung nodescope versteht vier Argumente:

1. optional: Optionen für die Node, die für das Bild verwendet wird;
2. optional: Optionen für die optionalen Optionen von \incudegraphics;
3. obligatorisch: Pfad/Dateinamen zum Bild;
4. optional: Optionen für das integrierte Scope.

Mit dem nodescope cs: können bereits inkludierte Bilder referenziert werden. Das Argument besteht hier im Prinzip aus zwei Teilen:

1. Der erste Teil referenziert den Namen des Nodes mit dem geladenen Bild (ja, das geht im Prinzip mit jeder Node).
2. Der zweite Teil nach dem : ist eine normale TikZ-Koordinate, die theoretisch die gleiche Koordinate ergeben soll, als wenn es direkt in der nodescope-Umgebung verwendet wurde.

Es darf jeweils kein Leerzeichen vor den Doppelpunkten vorkommen!

Die Transformationen von PGF sind etwas trickreich. Ich hoffe, das funktioniert auch für jede erdenkliche Transformation.

Hinweise

Die vordefinierten Optionen für every nodescope node sind mit Bedacht gewählt. Das Setzen von outer sep und inner sep auf Null führt dazu, dass nur und wirklich nur das Bild als Referenz für die Koordinaten verwendet wird (und das TikZ-Picture auch nicht größer wird als das Bild selbst). Möchte man einen Rahmen um das Bild malen und dazu direkt den Node mit dem Bild verwenden, führt das ebenfalls zu einer leichten Änderung an den Koordinaten (wie man an dem Gitter erkennen kann).

Die overlay-Option in every nodescope grid node führt dazu, dass die Nodes zur Beschriftung des Gitters das TikZ-Picture nicht weiter beeinflussen. Das Gitter, das mit der nodescope grid-Option aktiviert werden kann, ist im Prinzip eh nur als eine draft-Option gedacht.

Man kann sich selbstverständlich weitere Optionen vorstellen, die

• das Gitter beeinflussen (mehr Linien, andere Einteilung);
• die Skalierung der Koordinaten einschränkt oder aufhebt (man kann bereits jetzt (0.5, 2cm) verwenden, was eine Koordinate entspricht die 2cm „über“ (also Richtung north-Anchor) dem south-Anchor liegt; das kann man auch mit ([y=1cm] 0.5, 2) erreichen; genauso ist mit ([y={(0pt,1cm)}] 0.5, 1) der Original-TikZ-Vektor für die y-Richtung ausgewählt);
• eine renodescope-Option, die quasi ein scope option für das nodescope cs: wäre.

Code

\documentclass[
  tikz,
  border=15pt,
%  convert={outext=.png,density=300,size=600},
  convert=false,
  ]{standalone}
\makeatletter
\newif\ifpgf@nodescope@grid
\tikzset{
  nodescope grid/.is if=pgf@nodescope@grid,
  every nodescope grid node/.style={
    shape=rectangle,
    font=\small\ttfamily,
    inner sep=+0pt,
    outer sep=+1pt,
    fill=white,
    overlay},
  every nodescope node/.style={
    shape=rectangle,
    inner sep=+0pt,
    outer sep=+0pt,
    draw=none,
    fill=none}}
\def\tikz@nodescope@env{%
  \pgfutil@ifnextchar[\tikz@@nodescope@env{\tikz@@@nodescope@env{}[]}}
\def\tikz@@nodescope@env[#1]{%
  \pgfutil@ifnextchar[{\tikz@@@nodescope@env{#1}}{\tikz@@@nodescope@env{#1}[]}}
\def\tikz@@@nodescope@env#1[#2]#3{%
  \pgfutil@ifnextchar[{\tikz@@@@nodescope@env{#1}{#2}{#3}}{\tikz@@@@nodescope@env{#1}{#2}{#3}[]}}
\def\tikz@@@@nodescope@env#1#2#3[#4]{%
  \tikz@scope@env[#4]
    \node[every nodescope node/.try, #1, alias=tikz@last@nodescope]{\includegraphics[#2]{#3}};%
    \pgftransformresetnontranslations
    \pgftransformshift{\pgfpointanchor{tikz@last@nodescope}{south west}}%
    \pgfsetxvec{\pgfpointdiff{\pgfpointanchor{tikz@last@nodescope}{south west}}{\pgfpointanchor{tikz@last@nodescope}{south east}}}%
    \pgfsetyvec{\pgfpointdiff{\pgfpointanchor{tikz@last@nodescope}{south west}}{\pgfpointanchor{tikz@last@nodescope}{north west}}}%
    \ifpgf@nodescope@grid
      \draw[help lines,xstep=.1,ystep=.1] (0,0) grid (1,1);
      \foreach \x in {0,1,...,10}{
        \node[every nodescope grid node/.try, left, rotate=90] at (\x/10,0) {\ifnum\x=10\relax1.0\else0.\x\fi};
        \node[every nodescope grid node/.try, left] at (0,\x/10) {\ifnum\x=10\relax1.0\else0.\x\fi};
      }
    \fi
}
\tikzaddtikzonlycommandshortcutlet\tikz@orignodescope\nodescope
\tikzaddtikzonlycommandshortcutlet\tikz@origendnodescope\endnodescope
\tikzaddtikzonlycommandshortcutlet\tikz@origstartnodescope\startnodescope
\tikzaddtikzonlycommandshortcutlet\tikz@origstopnodescope\stopnodescope
\tikzaddtikzonlycommandshortcutlet\nodescope\tikz@nodescope@env
\tikzaddtikzonlycommandshortcutlet\endnodescope\endscope
\tikzaddtikzonlycommandshortcutlet\startnodescope\nodescope
\tikzaddtikzonlycommandshortcutlet\stopnodescope\endnodescope
\pgfutil@g@addto@macro\tikz@uninstallcommands{%
  \let\nodescope\tikz@orignodescope
  \let\endnodescope\tikz@origendnodescope
  \let\startnodescope\tikz@origstartnodescope
  \let\stopnodescope\tikz@origstopnodescope
}
\tikzdeclarecoordinatesystem{nodescope}{%
  \edef\pgf@temp{#1}%
  \expandafter\pgfutil@ifnextchar\expandafter x\expandafter\tikz@nodescope@split\expandafter\tikz@nodescope@split\pgf@temp\pgf@stop
}
\def\tikz@nodescope@split#1:#2\pgf@stop{%
  \begingroup
    \edef\pgf@temp{#1}%
    \pgftransformresetnontranslations
    \pgfsetxvec{\pgfpointdiff{\pgfpointanchor{#1}{south west}}{\pgfpointanchor{#1}{south east}}}%
    \pgfsetyvec{\pgfpointdiff{\pgfpointanchor{#1}{south west}}{\pgfpointanchor{#1}{north west}}}%
    \tikz@scan@one@point\tikz@nodescope@shift(#2)\relax
  \endgroup
}
\def\tikz@nodescope@shift#1{%
  \pgf@process{\pgfpointadd{#1}{\pgfpointanchor{\pgf@temp}{south west}}}%
}
\makeatother
\begin{document}
\begin{tikzpicture}\sffamily
  \begin{nodescope}[draw, line width=2mm, rounded corners, inner sep=+.5\pgflinewidth, outer sep=+.5\pgflinewidth, name=alterPC]
                   [width=.9\textwidth]{PRODPIC-1461.jpg}
                   [nodescope grid]
    \tikzset{
      nodes={fill=white,rounded corners, fill opacity=.5, text opacity=1},
      every path/.append style={ultra thick, rounded corners}}
    \draw[red, rotate around={-15:(0.265,0.3)}] (0.03, 0.15) rectangle node[rotate=-15] {Tastatur} (0.5,0.45);
  \end{nodescope}
  \node[white] at (nodescope cs: alterPC: 0.7, 0.8) {Lampe};
\end{tikzpicture}
\end{document}

Resultat