排版軟件 LaTeX 介紹

當(dāng)你在撰寫學(xué)位論文，開(kāi)始計(jì)劃寫5章，其中第5章已經(jīng)排版完成，這時(shí)你導(dǎo)師突然告訴你，在第2章前面加“數(shù)學(xué)背景”一章，這時(shí)你怎么辦？用word排版顯然你要手動(dòng)地將第五章改成第六章，其中所有的數(shù)學(xué)公式序號(hào)都要改，這樣的工作量有多大。等你好不容易完成了，你導(dǎo)師又說(shuō)，把第二章和第三章合并可能更好，你這時(shí)會(huì)覺(jué)得腦袋發(fā)大嗎？
在同一章中，你花了好幾天的時(shí)間將本章的圖都排好了，你導(dǎo)師說(shuō)，前面敘述不充分，再不半頁(yè)內(nèi)容吧。可能就因?yàn)檫@一句話，你得忙活幾天。
word作為文秘人員的工具是很實(shí)用的，但不適合于專用人員的排版。其數(shù)學(xué)公式的效果實(shí)在離規(guī)范的出版檔次差太遠(yuǎn)。有 word經(jīng)驗(yàn)的人知道，其數(shù)學(xué)公式實(shí)際上是由嵌入對(duì)象的形式完成的。沒(méi)一個(gè)公式都是一個(gè)嵌入的對(duì)象。假設(shè)你導(dǎo)師要求你將全文中的t改成t，若不逐一手動(dòng)替換，你能有其它方法實(shí)現(xiàn)嗎？而latex絕無(wú)此問(wèn)題。本文即將對(duì)這個(gè)特殊排版系統(tǒng)的作一些簡(jiǎn)單的介紹和對(duì)比。
latex排版系統(tǒng)簡(jiǎn)介
latex語(yǔ)言是由美國(guó)學(xué)者knuth教授主持開(kāi)發(fā)的，1980年開(kāi)始運(yùn)行后立即得到好評(píng)。加之當(dāng)時(shí)沒(méi)有microsoft word這樣的軟件，所以馬上就在學(xué)術(shù)界普及開(kāi)來(lái)了。當(dāng)時(shí)可能沒(méi)有相應(yīng)的好軟件和它并存，故它在科學(xué)界稱為最好的排版工具。不過(guò)今天看來(lái)，它的功能遠(yuǎn)比word這樣所謂的“所見(jiàn)即所得”排版軟件高得多。其交叉引用、浮動(dòng)圖形、數(shù)學(xué)公式排版等功能尤為突出。它目前是國(guó)內(nèi)流行的中英文排版軟件，特別適合用于科技文章、書籍的制作，而且對(duì)于科技人員來(lái)說(shuō)他們完全可以在計(jì)算機(jī)上生成與印刷品幾乎完全一樣的作品。
latex 實(shí)際是tex的宏命令，這些宏命令能把各種復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式都系統(tǒng)化。許多數(shù)學(xué)符號(hào)，例如上下標(biāo)的大小等，都是由系統(tǒng)自動(dòng)制作好的，這就給latex的用戶帶來(lái)了很大的方便。用戶可以不用設(shè)計(jì)文章的具體格式和印刷的要求，只要按照規(guī)定給出這些確定的宏命令，即可生成質(zhì)量較高的作品。數(shù)學(xué)家和理論物理學(xué)家們往往會(huì)遇到極為復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式，排印好這些公式，不僅對(duì)一般的排字工人來(lái)說(shuō)是繁雜的，而且對(duì)科技人員來(lái)說(shuō)也不是輕易的事。latex 軟件提供的宏命令可方便地把各種復(fù)雜的公式系統(tǒng)化，這就簡(jiǎn)化了復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式的排印。凡是看過(guò)latex 生成文稿的人，都會(huì)對(duì)它的文高質(zhì)量感到很滿意。與目前word和wps等通用的西文文字處理軟件相比，它在字符質(zhì)量、排版功能和數(shù)學(xué)公式的排印方面均勝一籌。
latex軟件是一種敘述標(biāo)記系統(tǒng)（descriptive markup system），不是可視標(biāo)記系統(tǒng)，不能直接看到輸出的結(jié)果，要在普通文件中加上說(shuō)明語(yǔ)句用來(lái)說(shuō)明輸出的格式。敘述標(biāo)記系統(tǒng)能自動(dòng)轉(zhuǎn)換數(shù)學(xué)公式的形式，它的源文件使用ascii碼寫的，具有很好的可移植性，并能用電子信函（e-mail）在不同的計(jì)算機(jī)之間傳輸。敘述標(biāo)記系統(tǒng)中的說(shuō)明語(yǔ)句也不同于專業(yè)印刷術(shù)語(yǔ)，而是將那些高度專業(yè)化的術(shù)語(yǔ)用最簡(jiǎn)單的說(shuō)明來(lái)代替。例如，雖然可視標(biāo)記系統(tǒng)簡(jiǎn)單，但在排印一些復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式是，必須有作者調(diào)節(jié)字符大小、位置等等，這就要求作者有極為豐富的印刷排版經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于普通人員來(lái)說(shuō)這幾乎是不可能的。雖然許多國(guó)內(nèi)漢字軟件都受到了廣泛的歡迎，但讀者只要將latex排印出的數(shù)學(xué)公式和其他的中英文排印軟件（例如科印、華光等）排印出的數(shù)學(xué)公式比較一下，就會(huì)發(fā)現(xiàn)明顯的不同。latex排印出的中英文文章幾乎無(wú)異于正式出版物，這就是近年來(lái)一些出版社直接用latex出版雜志和書籍的原因。
在國(guó)外，latex軟件早已被廣泛用于制作科技文章、書籍、檔案、學(xué)位論文、手稿和私人信件、各種復(fù)雜的符號(hào)公式、外文（英文之外的字母，例如法文、德文、意文、希臘文、俄文等）、目錄、參考文獻(xiàn)、索引和腳注等。它使得出版快速，并生成質(zhì)量很高的科技作品以交流科技信息。另外，一些出版部門直接接受寫在磁盤上的文章，然后進(jìn)行激光照排，以縮短文章的發(fā)表周期。例如國(guó)內(nèi)的《計(jì)算數(shù)學(xué)》和《應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)報(bào)》等眾多雜志，都要求作者提供latex源文件。特別要注意的時(shí)當(dāng)作者向國(guó)外出版社投稿時(shí)，需按出版社的要求使用latex軟件排版。這是由于使用latex可以很輕松地完成高質(zhì)量科技文獻(xiàn)的排版工作，并且可以按照作者的要求進(jìn)行擴(kuò)充和修改， 所以逐漸引起出版界和各國(guó)科技工作者的注意，被一致認(rèn)為是目前國(guó)際上排版數(shù)學(xué)公式能力最強(qiáng)的系統(tǒng)，并且在各種國(guó)際會(huì)議上被指定為標(biāo)準(zhǔn)的論文編排軟件。[next]
latex系統(tǒng)
計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步推動(dòng)了各行各業(yè)的飛速發(fā)展，使許多行業(yè)出現(xiàn)了革命性的變化，傳統(tǒng)的印刷出版業(yè)也逐漸告別了鉛與火的時(shí)代，開(kāi)始普遍采用計(jì)算機(jī)排版系統(tǒng)。目前，大大小小的排版系統(tǒng)非常多，并且都有其自身特點(diǎn)和適用范圍，例如pagemaker比較適合于專業(yè)的出版社，而普通用戶在編排要求不高的稿件時(shí)使用word、wps等也不失為合適的選擇。但如果要用word這類所見(jiàn)即所得（wysiwyg）軟件編排學(xué)術(shù)論文或者科技文獻(xiàn)，那么一旦遇到復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式和特殊字符，即便使出渾身解術(shù)，其結(jié)果也難以令人十分滿意。雖然linux下的openoffice、kword等字處理軟件雖然在功能上與microsoft word類似，但目前在易用性和可用性方面仍然存在許多不足，直接使用它們來(lái)生成高質(zhì)量的文檔顯然還不太現(xiàn)實(shí)。在這種場(chǎng)合下使用latex則是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，它是一種使用方便、價(jià)格低廉的專業(yè)級(jí)排版系統(tǒng)，在編排論文、報(bào)告和書籍時(shí)，其輸出質(zhì)量并不比價(jià)格昂貴的大型計(jì)算機(jī)專業(yè)排版系統(tǒng)遜色，并且在某些方面（如數(shù)學(xué)公式的編排）仍然是目前排版質(zhì)量最好的系統(tǒng)。
latex系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程
何謂 latex？一種排版用標(biāo)識(shí)語(yǔ)言而已，由l.b.lamport對(duì)d.e.knuth發(fā)明的tex作了外層宏包裝，最初的用途是數(shù)學(xué)論文排版（knuth著）。就其精神實(shí)質(zhì)而言，latex和xml相近，它所描述的是元素的屬性而不是格式化信息。其經(jīng)歷了這么一個(gè)過(guò)程：
其中，由于tex的源代碼是公開(kāi)的，所以在此基礎(chǔ)上發(fā)展出了許多版本plain tex、slitex、pictex、eplain、bibtex、amstex、amslatex、lillipop等。
plain tex雖然比原始的tex更加方便，但其重點(diǎn)還只放在如何排版的層次上，在排版復(fù)雜公式時(shí)仍然需要大量命令，并且在挖掘它的深層功能時(shí)往往需要相當(dāng)豐富的排版和編程技巧。好在tex系統(tǒng)提供了非常強(qiáng)大的宏定義功能，因此很多人開(kāi)始在tex之上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，產(chǎn)生了一些tex系統(tǒng)的衍生版本，其中最著名的是由美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)（ams）組織人員開(kāi)發(fā)的ams-tex和美國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)家leslie lamport在二十世紀(jì)八十年代初開(kāi)發(fā)的latex，其中前者適合于排版復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式，而后者則適合于排版普通文章和書籍。latex提供了一整套生成復(fù)雜文檔所需的高級(jí)命令，這樣即使作者沒(méi)有掌握復(fù)雜的排版和程序設(shè)計(jì)知識(shí)，也可以充分利用tex系統(tǒng)提供的強(qiáng)大功能，輕輕松松地完成標(biāo)題、章節(jié)、表格、目錄、索引、公式、圖表等的編排。
隨著latex的逐漸普及，它在許多原本沒(méi)有想到的領(lǐng)域中得到了擴(kuò)展，為了建立一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，leslie lamport、frank mittelbach、chris rowley和rainer在1989年開(kāi)始了名為latex3的項(xiàng)目，旨在建立一個(gè)最優(yōu)的命令集合。該項(xiàng)目的第一個(gè)里程碑是在1994年發(fā)布的latex2e，它是latex3出現(xiàn)之前的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)版本。而且到現(xiàn)在latex的正式使用還不到20年，而tex也只不過(guò)是剛20年多些。以下為tex與latex的比較:
latex與word的差別
在談到文字處理和排版時(shí),相信很多人馬上就會(huì)想到micro-soft word，似乎microsoft office已經(jīng)成了文字處理和排版軟件的代名詞，很多人已經(jīng)習(xí)慣了word的排版方式了。習(xí)慣使用word的人在初次接觸latex時(shí)往往會(huì)很不習(xí)慣，如打開(kāi)latex后即不能選擇字體的式樣和大小，也不能用tab鍵來(lái)對(duì)齊文本，連想要插入空格將文字?jǐn)[到自己喜歡的位置都不可能。其實(shí)latex，和ms word的設(shè)計(jì)哲學(xué)就存在著根本的差別， word講究的是所what you mean），在latex的屏幕上看到的根本就不是真正的輸出結(jié)果，只是大致的文章結(jié)構(gòu)。用word寫文章時(shí), 你要花很大精力在文章的版式，字體的大小，字形選擇等瑣碎的事情中, 而用latex排版時(shí)你可以將注意力集中到寫文章上，只需用鼠標(biāo)拉一拉點(diǎn)一點(diǎn),告訴latex這行屬于標(biāo)題（title），這段屬于正文（standard）等環(huán)境就可以了，其他如版面格式，字體字形等排版工作你大可不必費(fèi)心，這些繁雜的工作完全由latex程序來(lái)完成。
這就是latex和word的最大不同。事實(shí)上想寫一篇規(guī)規(guī)矩矩的文章，大可不必花費(fèi)太多的時(shí)間和精力在排版的細(xì)節(jié)上，而latex正好符合這樣的要求。而用word寫一篇文章時(shí)往往要花費(fèi)很多的時(shí)間和精力在對(duì)齊，字形字體大小，行距字距等排版的細(xì)節(jié)上，特別在處理長(zhǎng)文件時(shí)，稍有不慎就可能會(huì)出現(xiàn)章節(jié)編號(hào), 標(biāo)題字體及格式不統(tǒng)一的現(xiàn)象。latex的這些特色特別適合于較長(zhǎng)或格式固定的文章，如學(xué)術(shù)論文和書籍排版。雖然在學(xué)習(xí)和使用上雖然不如“所見(jiàn)即所得”的容易和方便，但也有著其它排版軟件不可替代的優(yōu)點(diǎn)。以下為英文說(shuō)明： the main difference between custom wysiwyg word processing software (microsoft windows) and latex is the strict separation of the look of a document and its content. in latex the author provides a logical structure and the look is determined by a (predefined) style.英文優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比如下表所示：
[next]latex排版的主要特點(diǎn)
1.國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)制定排版格式
國(guó)際上許多權(quán)威學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)都將latex排版格式作為標(biāo)準(zhǔn)的文檔格式。各種數(shù)學(xué)刊物、國(guó)際數(shù)學(xué)會(huì)議上被定為標(biāo)準(zhǔn)的論文投稿、編排軟件，列入著名的國(guó)際數(shù)學(xué)刊物《journal of group theory》(《群論雜志》)就將latex文件定為標(biāo)準(zhǔn)論文投稿格式，美國(guó)數(shù)學(xué)協(xié)會(huì)(ams)甚至將它所有的會(huì)刊論文格式都定為latex。
2.符號(hào)公式隨心所欲
knuth 設(shè)計(jì)了另一個(gè)軟件metafont，用來(lái)生成各種文虎字體，在標(biāo)準(zhǔn)的tex軟件包中有75種不同設(shè)計(jì)尺寸的字體，而且美中字體有八種不同的放縮比例。
3.文檔易于網(wǎng)上傳輸
latex文檔采用一種文本解釋方式來(lái)表示文檔的開(kāi)始、結(jié)束和符號(hào)，而且文件在文檔中只包含ascii擴(kuò)展字符集前128位，文檔輸入文件同其他系統(tǒng)的文件相比尺寸較小，非常有利于在internet上通過(guò)電子郵件傳輸。
4.支持多種操作系統(tǒng)平臺(tái)
word迄今為止也只能在microsoft的windows系列操作系統(tǒng)上運(yùn)行。但隨著臺(tái)式機(jī)性能的飛速提高，在pc上使用unix或其他操作系統(tǒng)的用戶越來(lái)越多，而latex排版系統(tǒng)可以讓你輕松跨越這道操作系統(tǒng)屏障。
5.易于轉(zhuǎn)換成postscript或pdf文檔
latex排版時(shí)在文檔中可以插入postscript 的eps格式的圖像，同時(shí)系統(tǒng)生等的dvi文件很容易轉(zhuǎn)換成postscript的ps格式或acrobat的pdf格式。
6.便于擴(kuò)充并形成個(gè)性化的排版環(huán)境
latex本身隨產(chǎn)品發(fā)布了許多可選的包文件，而且用戶自己也可以開(kāi)發(fā)排版功能，自己書寫宏包文件。
總而言之，latex的優(yōu)點(diǎn)概括下來(lái)主要有這些：排版方便、效果好、容易獲得、輔助編輯器多、跨平臺(tái)。
源文檔的組成元素
任何latex輸入文件都是純文本文件，根據(jù)對(duì)排版結(jié)果的影響，其內(nèi)容可以分為注釋、空白符、latex命令和文檔文本。下為它們的作用：
1.注釋：不影響結(jié)果但可以提高輸入文件的可讀性。
2.空白符：控文檔排版時(shí)的間隔情況，影響的結(jié)果根據(jù)上 下文環(huán)境會(huì)有所不同。
3.latex命令：最重要的組成部分，可以完成諸如版面設(shè)置、模式切換、公式符號(hào)輸出等各種功能。
4.文檔文本：少量的純文字內(nèi)容，大量的文檔內(nèi)容都作為 某個(gè)命令的參數(shù)形式出現(xiàn)。
中文latex環(huán)境cjk的安裝
latex 功能十分強(qiáng)大，但以前處理中文有問(wèn)題。后來(lái)中科院科學(xué)工程研究所的張林波研究員成功地開(kāi)發(fā)出了 cct 系統(tǒng)，在國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用。隨著 windows 技術(shù)的普及，采用 cct 也有不便之處，所以現(xiàn)在普遍廣泛使用 miktex 與 cjk 的結(jié)合。
cjk是werner lamberg的杰作，是中文(chinese)，日文(japanese)和韓文(korean)三國(guó)文字的縮寫。事實(shí)上，cjk能夠支持在latex中使用包括中文、日文、韓文在內(nèi)的多種亞洲雙字節(jié)文字。 cjk是latex2e的一個(gè)宏包，可以用latex輸出標(biāo)準(zhǔn)的dvi文件，可以在任何dvi viewer中預(yù)覽和打印，無(wú)需象cct那樣要用patchdvi進(jìn)行處理，而且可以使用tex和latex的新功能，如用pdftex, pdflatex生成pdf文件，以及用latex2html生成html文件等。
需準(zhǔn)備必要的軟件包
latex已經(jīng)是linux版本中的基本部分了，無(wú)論你手邊的是哪一個(gè)linux版本，你都可以在它的安裝光盤上找到latex的安裝包，目前在linux下使用最普遍的latex軟件為tetex，但大部分不支持中文的使用。所以要使用中文lyx必須首先安裝latex的中文支持。在linux下目前使用較多的是cjk(中、日、韓)環(huán)境。
latex的排版流程
在使用latex進(jìn)行排版時(shí)，從輸入文本到最后在打印機(jī)上得到輸出結(jié)果，通常需要經(jīng)過(guò)如圖1所示的幾個(gè)步驟:
圖1 latex排版流程
1.編輯
用編輯器編寫文稿（源文件），同時(shí)插入排版命令。
2.編譯
生成的 latex源文件中如果沒(méi)有語(yǔ)法錯(cuò)誤，那么就可以使用latex命令進(jìn)行編譯，生成dvi文件：[xiaowp@xpcdev latex]$ latex hello.tex
3.查看
在正式打印輸出或者照排制版之前，可以先在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示dvi文件，察看文件內(nèi)容或者排版結(jié)果是否合乎要求，如果有不滿意之外，則應(yīng)重新對(duì)latex源文件進(jìn)行修改。
4.打印
dvi元文件中的信息最終要被轉(zhuǎn)化成可以在特定打印機(jī)上輸出的形式，該過(guò)程是由一個(gè)稱為打印驅(qū)動(dòng)程序來(lái)完成的，它是與具體打印機(jī)相關(guān)的。例如，在linux下可以用下面的命令將hello.dvi送到惠普激光打印機(jī)上打印： [xiaowp@xpcdev latex]$ dvihp hello.dvi
5.輸出
在很多場(chǎng)合下，使用latex得到的dvi文件并不總是需要打印出來(lái)，而是要轉(zhuǎn)化成更加便于閱讀的格式，如pdf（portable document format）或者ps（postscript）。要將hello.dvi轉(zhuǎn)化成hello.pdf和hello.ps，可以分別使用如下的命令：
[xiaowp@xpcdev latex]$ dvipdf hello.dvi
[xiaowp@xpcdev latex]$ dvips hello.dvi -o
排版后的結(jié)果在linux下可以用xdvi查看。
小結(jié)
latex 是一個(gè)在學(xué)術(shù)界享有盛名的專業(yè)級(jí)排版軟件，特別適合于科技論文和書籍的編排，它使得作者能夠?qū)Ｗ⒂趯懽鞯膬?nèi)容，而不是拘泥在每個(gè)字應(yīng)該如何顯示等具體細(xì)節(jié)，此外在排版復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式時(shí)，至今還沒(méi)有任何軟件可以與 latex 匹敵。latex和linux一樣屬于自由軟件，借助于latex這一專業(yè)的排版系統(tǒng)，在linux下完全可以生成比word等字處理軟件具有更高質(zhì)量的文檔。


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