前の記事で、 VimでLaTeXの数学ノートをどのように書くかについて話しました。 この記事では、Inkscapeを使用してこれらの要約の図面を作成する方法と、自家製のホットキーマネージャーについて説明します。

いくつかの例

最初に、図の例をいくつか示します。 複雑な分析、微分幾何学、電気力学、楕円曲線に関する学士論文のために作られています。 私は講義中にそれらを描きました-もちろん、私の論文を除いて-Inkscapeを使用しているので、これから始めましょう。

Inkscapeとは何ですか？

Inkscapeは、すべての主要プラットフォームで利用可能なオープンソースのベクターグラフィックエディターです。 これは無料ですが、おそらくAdobe Illustratorに比べて機能が劣ります。 下の画像のように、チラシやロゴをデザインするために使用できますが、幾何学的図形を描くための強力なツールでもあります。

なぜinkscapeなのか？

LaTeXドキュメントに図面を追加するための最も一般的なソリューションは、TikZ、PSTricks、およびAsymptoteです。 共通点が1つあります。それらはすべてチームで動作します。つまり、図形の描画方法を決定するコードを記述するだけです。 たとえば、TikZコード：

\begin{tikzpicture} \coordinate (A) at (1, 3); \draw[thick, ->] (0, 0) -- (A); \node[above right] at (A) {$A = (1, 2)$}; \end{tikzpicture} 

次の画像を表示します。



これらのパッケージの利点は、描画がプログラミングに非常に似ていることです。変数を使用したり、計算を実行したりforループに使用forたりできます。さらに、すべてのテキストが直接LaTeX これは、数式を簡単に入力できることを意味し、後でドキュメントのフォントを変更することにした場合、すべての写真は新しいフォントに従って自動的に変更されます。

ただし、これらの利点を得るには、視覚的なフィードバックの欠如と低速の費用を支払う必要があります。 複雑な形状の描画は本質的にグラフィカルなタスクであり、グラフィカルインターフェイスがないと非常に時間がかかります。 オブジェクトをクリックしてドラッグしたり、手動で曲線を描いたり、ベジェ曲線の制御点をドラッグしたりすることはできません。 このため、TikZはInkscapeよりもはるかに複雑で低速です。 私は時々複雑な図面にTikZを使用しますが、ほとんどの場合、特に講義中に時間のプレッシャーにさらされている場合、Inkscapeの利点はTikZの利点をはるかに上回ります。

以上で終わりです。始めましょう。

Inkscape図面をLaTeXドキュメントに埋め込む

TikZと同様に、InkscapeにはLaTeXを使用して図面にテキストを表示する機能があります。 これを行うために、エディターは数値をpdfとLaTeXファイルの両方にエクスポートします。 別のテキストを含む最初の画像と、LaTeXファイル-テキストの正しい配置に必要なコード。 たとえば、Inkscapeで次のような図面を操作しています。


リーマンの定理

この画像をLaTeXドキュメントに含めるには、 [ファイル ] › [名前を付けて保存 ]メニューに移動し、拡張子として[pdf]を選択して[ 保存 ]をクリックすると、次のダイアログボックスが表示されます。



「pdfのテキストを省略してLaTeXファイルを作成」​​を選択すると、図面がpdf + LaTeXとして保存されます。 Inkscape図面をLaTeXドキュメントに挿入するには、次のコードをプリアンブルに追加できます。

 \usepackage{import} \usepackage{xifthen} \usepackage{pdfpages} \usepackage{transparent} \newcommand{\incfig}[1]{% \def\svgwidth{\columnwidth} \import{./figures/}{#1.pdf_tex} } 

figureがfigure figures/riemmans-theorem.svgにあると仮定すると、簡単なコードで挿入できます：

 \begin{figure}[ht] \centering \incfig{riemmans-theorem} \caption{Riemmans theorem} \label{fig:riemmans-theorem} \end{figure} 

ドキュメントをコンパイルすると、次のように表示されます。



ご覧のとおり、テキストはLaTeXを使用してレンダリングされています。 後でフォントを変更することにした場合、それに応じて更新されます。



このようなシステムでは、LaTeXでの入力を続けながらInkscapeで描画できます。

図面をすばやく作成して挿入する

講義中に大要を書くとき、フローを中断することなく、その場で図面を追加する必要があります。つまり、Inkscapeを開いたり、正しいディレクトリを見つけたり、LaTeXコードを入力して図を手動で挿入したりするなど、時間を無駄にしないでください。 これを避けるために、図面を管理するためのキーボードショートカットをVimに追加しました。 たとえば、画像のタイトルをCtrl+FをCtrl+Fと、次のことが起こります。

1. スクリプトは、LaTeXルートファイルの場所に応じて図面のカタログを検索します。
   
2. 次に、同じ名前の図面が存在するかどうかを確認します。 その場合、スクリプトは何もしません。
   
3. そうでない場合、パターンテンプレートは/figuresディレクトリにコピーされます。
   
4. 画像のタイトルを含む現在の行は、挿入するためのLaTeXコードに置き換えられます。
   
5. Inkscapeで新しい図面が開きます。
   
6. ファイル監視はCtrl+S押して画像をsvgファイルに保存するたびに、pdf + LaTeXとしても保存されるように構成されます。 したがって、前に説明した迷惑なpdf保存ダイアログは表示されなくなりました。

実行中のスキーム：



写真を編集したいときは、通常モードでCtrl+FをCtrl+Fます。 選択ダイアログボックスが開き、現在のドキュメントのパターンを検索できます。 選択すると、Inkscapeで図面が開きます。 保存すると、貼り付けコードがクリップボードにコピーされます。 したがって、ソースを削除した場合は、再挿入できます。



これらのホットキーを使用すると、その場で図面を追加して開くことができます。 pdf + LaTeXを指定する必要があるそれぞれについて、正しいディレクトリを選択するか、挿入するコードを記述することを覚えておく必要はありません。 新しい画像を追加する際の障壁は、手動で行う場合よりもはるかに低くなります。 私の画像管理スクリプトはGithubで公開されています。

管理を理解した後、Inkscapeで実際に図形を描画する方法について話しましょう。

描画

Inkscapeでの描画は通常TikZでの描画よりも高速ですが、手動での描画よりも依然として低速です。 このプロセスは、Inkscapeの組み込みキーボードショートカットで加速されますが、それでも十分ではありません。

そこで、Inkscapeに到達する前にすべてのキーボードイベントをインターセプトできる自家製のキーボードショートカットマネージャーをPythonでプログラムすることにしました。 そのため、各キーストロークをどのように解釈するかを完全に制御できるため、柔軟性が大幅に向上します。

図形を描く

Inkscapeの組み込みキーボードショートカットから始めましょう。 たとえば、 rは長方形描画ツールをアクティブにし、 eは楕円などを描画します。実装の観点からすると、これは組み合わせマネージャーがこれらのキーボードイベントを「再生」する、つまり単にInkscapeに転送することを意味します。

ただし、鉛筆のデフォルトのショートカットpとベジェ曲線のb代わりに、右マウスの場合は左手でクリックする方が少し便利なので、 wとfを使用します。 左利きの組み合わせの精神では、 zをキャンセルし、 Shift+zを削除し、 xをスナップに切り替えます。これは通常、到達困難な%割り当てられます。

一般的に使用されるスタイルのキーの組み合わせ

スタイルオブジェクトは、Inkscapeで2番目によくあることです。 図形を描画するためのスタイルは非常に簡単です。

• 長方形や円などの形状は、通常、おそらく黒、薄灰色、白、または透明です。 アウトライン付き。
  
• 線（等高線を含む）は、ほとんどが実線、破線、または点線です。 それらは太字または通常の幅で、場合によっては片側または両側に矢印が付いています。

これらのオプションの組み合わせにより、一般的に使用されるスタイルの次の表が提供されます。



私はこれらのスタイルを頻繁に使用するので、すぐに実行したいのですが、Inkscapeのデフォルトのショートカットを使用するには時間がかかりすぎます。 たとえば、一部のオブジェクトのスタイルを次のように変更します。



Inkscapeのキーボードショートカットを使用してこれを行うことはできないため、スタイルパネルを開き、クリックして各オブジェクトのスタイルを更新するには、 Ctrl+Shift+FをCtrl+Shift+F必要があります。 これは疲れる。 理想的には、このような操作を一瞬で実行したいと思います。



これは、2つ以上の同時キーストロークで構成されるキーボードショートカットが登場する場所です。 たとえば、 sとfを同時に押すと、コンビネーションマネージャーは、現在の選択にソリッドアウトラインとグレーの塗りつぶしを適用します。 太字のアウトラインが必要な場合は、 s+f+g同時に押しますgは太字を意味します。

したがって、各プロパティはキーに対応します： sは通常の輪郭、 fはグレーの塗りつぶし、 gは厚さ、 aは矢印、 dはポイント、 eは点線などを示します。



この表の一部のスタイルは、1つのキーのみに対応しています。たとえば、左上隅のスタイル：アウトラインのない灰色の塗りつぶし。 1つのf押すとベジェ曲線ツールが起動するため、これは問題になる可能性があります。 解決策は、 + fを押す + fです。スペースはプレースホルダーとして機能します。

このような組み合わせにより、以前の問題は数回タップするだけで解決されます。

• f + sは長方形を灰色にし、実線の輪郭を追加します。
  
• f + h + eはパディングと太字の点線を意味します
  
• a + g + dは矢印を追加し、線を太い点線に変えます。

テキストを追加する

数式はしばしば図面に含まれているため、スニペットをVimで使用したいと思います 。 これを行うには、 tを押して、LaTeXコードを入力する小さなVimウィンドウを開きます。 終了後、テキストフラグメントはInkscapeに挿入されます。



前述したように、ドキュメントに画像を挿入すると、LaTeXによってこのテキストが表示されます。 しかし、時々LaTeXをすぐに表示したいことがあります。これはShift+T実行できます。



どちらのオプションにも長所と短所があります。 基本的に、テキストはLaTeXドキュメントに表示されるため、最初の方法を使用します。 つまり、フォントは常に一致し、ドキュメントのプリアンブルで定義されたマクロを使用できます。 ただし、欠点があります。テキストの配置を行うのが少し難しい場合があります。 Inkscapeには最終結果が表示されないため、Inkscapeからpdfビューアに切り替えて、結果を微調整する必要がある場合があります。

まれなスタイルの保存と使用

ケースの90％では基本的なスタイルで十分ですが、場合によっては特別なスタイルを使用することもできます。 たとえば、光学系に図を描くには、ガラスと梁のスタイルを使用すると便利です。 これを行うには、最初にデフォルトの組み合わせを使用してInkscapeでスタイルを作成する必要があります。



これらのスタイルを保存するには、オブジェクトの1つを選択してShift + sを押しShift + s 。 次に、新しいスタイルの名前（この場合は「glass」）を入力し、Enterを押して確認します。 これでスタイルが保存され、後で使用できます。

これで、オブジェクトを選択し、 sを押して「glass」と入力すると、対応するスタイルがオブジェクトに適用されます。 ただし、完全な名前を入力する必要はありません。スタイルだけが入力された文字に一致する場合、スタイルがすぐに適用されるためです。 たとえば、「g」で始まるスタイルが1つしかない場合、この文字の1つを入力するだけでスタイルを適用できます。 複数のスタイルがある場合、「gl」または「gla」を入力する必要があります。

このような状況では、あまりにも多くの文字を入力するとクラッシュします。入力 'gl'はスタイルを設定するが、 'gla'を入力すると、 aは別のコマンドとして解釈されます。 したがって、コンビネーションマネージャはデフォルトモードに戻る前に500ミリ秒待機します。 この時間は、スタイルが適用されたことを確認し、印刷を停止するのに十分です。

オブジェクトの追加と保存

設定の最後の要素は、オブジェクトの追加と保存です。これは、それぞれShift+aキーとShift+aキーで行います。 たとえば、 aを押して「ec」と入力aと、楕円曲線が追加されます。



別の例： aを押しa 「dg」と入力aと、鍵穴、鍵穴が追加されます（「dg」はキーボードの「kh」の鏡像です）。 Ctrl+-を使用して、指定された形状から図形を減算できます。



他の例としては、ブロブと2D、3D軸があります。これらは、複雑な分析や微分幾何学でよく使用します。

コード

自分で試してみたい場合は、Vimで描画を管理するためのスクリプトとInkscapeキーボードショートカットマネージャーが Githubで公開されています。 両方のスクリプトは、Linuxシステムでのみ機能します。 最初のものはそのまま使用でき、2番目のものはおそらく追加の設定が必要です。

おわりに

Inkscapeを使用すると、記事、書籍、プレゼンテーション用のイラストを簡単かつ迅速に作成できます。 彼らはプロフェッショナルに見え、文書にうまく収まります。 これは手で描くよりも遅いですが、ほとんどの場合、InkscapeはTikZよりも高速です。 私のキーボードショートカットとVimで図面を管理するためのスクリプトにより、作業がさらに加速され、講義中に図を描くことができ、講師に追いつくことができます。