a) l’algoritmo di smooth è diverso da quello di \draw .. controls ecc… (che sono entrambi di TikZ)
b) l’algoritmo di smooth non è in grado di calcolare correttamente i punti di controllo
c) i punti di controllo che tu hai trovato ad occhio, per quanto efficienti, non corrispondono a quelli che si ottengono utilizzando un algoritmo corretto per le Bézier-spline.
a) con \draw (..,..).. controls. (..,..) and (..,..) .. (..,..); i punti di controllo non sono calolati, ma sono specificati; il tutto venete trasformato in codice pdf del tipo moveto(primo punto) curveto (primo nodo)(secondo nodo)(punto finale) e l’interprete pdf esegue. smooth determina i punti di controllo e li passa probabilmente a \draw o a qualche macro interna di cui fa uso anche \draw;
b) non è che ci sia un modo corretto; esiste un certo margine di arbitrarietà che viene impostato in una certa maniera; MFONT/METAPOST, evidentemente lo impostano in un altro modo; controlla le parole chiave tesion e curl sul METAFONTBOOK.
c) non esiste un algoritmo corretto per determinare i nodi delle curve di Bézier, a causa di quel margine di arbitrarietà; essistono tanti modi per definire le curve di Bézier pre-impostando un valore della tensione, oppure dando all’utente la possibilità di specificare un valore diverso. Con METAFONT/METAPOST la connessione fra i vari nodi, quando non si specificano i punti di controllo, si indicano con .. (due punti) … (tre punti) — (due trattini) — (tre trattini) e poi, volendo si possono specificare i nodi di controllo oppure i valori della conccavità (curl) oppure il valore della tesione (tension).
Come vedi il programma di Knuth ( poi quello di Hobby) è stato pensato per un particolare disegno programmato e per quel tipo di disegno funziona alla grande; so che volendo si potrebbe anche usare METAPOST per tracciare diagrammi; non l’ho mai fatto perché h sempre preferito per i miei diagrammi i programmi che mi sono scritto da solo, quando non sapevo nulla di METAFONT e di METAPOST (parliamo di circa 20 anni fa); oggi ho meno necessità di usare programmi avanzati di disegno programmato e picture mi va bene in moltissimi casi, altrimenti uso tikz; confesso di non aver mai usato pgfplots, anche se seguendo il forum mi sono fatto idee precise su quello che si può fare e non si può fare; comunque si può fare infinitamente di più che con i programmi che mi sono scritto 20 anni fa. Se i verrà voglia ridisegnerò tutti i diagrammi di Bode e gli altri diagrammi dei miei libri, giusto per fare esperienza e per dire che ho i miei libri bene aggiornati.
Comunque con l’esperienza e l’occhio che mi sono fatto posso mettere le amni nel fuoco che i parametri di tensione delle curve di Bézier impostati con smooth di default per dirimere il grado di arbitrarietà sono valori piuttosto alti e le curve risultano piuttosto tese fra due nodi consecutivi.