TeX – 12 (boxy v rukou programátora maker)

26. 2. 2014 | Petr Olšák

Články - TeX – 12 (boxy v rukou programátora maker)  

Dnes si ukážeme základní vlastnosti boxů v TeXu. Práce s boxy je v závěru ilustrována příkladem, ve kterém programátor maker navrhuje design jedné složitější stránky knihy.

Připomínám, že \hbox uchovává sazbu znaků nebo boxů zleva doprava na společném účaří a \vbox obsahuje boxy (explicitně zadané nebo jako řádky po zlomu odstavce) uspořádané shora dolů na levou zarážku.

Obsah

• Box se stanovenou šířkou
• Tvar odstavce
• Další manipulace s boxy
• Příklad – sazba obsahu knihy

Box se stanovenou šířkou

Napíšeme-li \hbox{text}, bude mít výsledný box šířku textu. Na text nebude kladeno žádné násilí, tj. pokud v něm jsou mezery, zůstávají v základní velikosti bez roztahování nebo stlačování. Je ovšem také možno napsat \hbox to<rozměr>{text}, například \hbox to2cm{text}. V tomto případě bude mít box stanovenou šířku a na mezery v textu bude kladeno rovnoměrné násilí, aby byla celková šířka boxu dodržena. Pokud k tomu nemají mezery dostatečnou pružnost nebo mezery v textu úplně chybějí, TeX vykřikne na terminál a do logu Overfull nebo Underfull \hbox.

Mezeru včetně pružnosti je možno specifikovat pomocí

\hskip <základní velikost> plus<roztažení> minus<stlačení>
například:
\hskip 2cm plus3cm minus1cm

V uvedeném příkladu má mezera základní velikost 2 cm, je ochotna se roztáhnout o 3 cm a stlačit o 1 cm, tedy může mít minimální rozměr 1 cm. Maximální stlačení není nikdy překročeno, zatímco k většímu roztažení může dojít, ale s velmi vysokým „badness“ a s křikem. Jestliže parametry plus anebo minus chybějí, považují se za nulové (mezera bez možnosti roztažení resp. stlačení).

V parametrech plus nebo minus je možné specifikovat neomezenou roztažitelnost nebo stlačitelnost pomocí násobku fil, například

\hskip 0pt plus1fil

vytvoří mezeru nulového rozměru, ale s ochotou se libovolně roztáhnout. Vyskytne-li se v textu taková mezera a je třeba text roztáhnout, všechny mezery s omezenou roztažitelností splasknou na svou základní velikost a „badness“ je nulové. Počet fil udává poměr, v jakém se mezery typu fil budou roztahovat, je-li jich v textu více. Například mezera 2fil bude dvojnásobně roztaženější než mezera 1fil. Kromě toho mohou existovat mezery s pružností v násobcích fill nebo filll. Vyskytne-li se v textu mezera typu fill, splasknou na základní velikost nejen mezery omezené pružnosti, ale i mezery typu fil. Můžeme říci, že mezera typu fill je „nekonečněkrát pružnější“, než fil. A podobně filll je nekonečněkrát pružnější než fill.

Následující příklad ukazuje základní možnosti umístění textu. K přečtení příkladu je třeba ještě vědět, že \hfil je zkratka za \hskip0pt plus1fil a \hsize je šířka sazby.

\hbox to\hsize{\hfil text\hfil}      % umístění textu na střed
\hbox to\hsize{text\hfil}            % umístění textu doleva
\hbox to\hsize{\hfil text}           % umístění textu doprava
\hbox to\hsize{\hfil text\hfil\hfil} % text v první třetině
% tento poslední příklad je shodný s:
\hbox to\hsize{\hfil text\hskip0pt plus2fil}

Uvedené příklady vytvoří box požadované šířky a umístí do něj text na patřičné místo. Text nesmí být větší, než je \hsize, jinak se dočkáme hlášení Overfull \hbox. Pokud bychom chtěli dovolit, aby texty větší než \hsize přečnívaly z boxu, stačí použít kromě libovolné roztažitelnosti i libovolnou stlačitelnost, tedy

\hskip 0pt plus1fil minus1fil

Pro tuto mezeru má TeX zkratku \hss. Takže

\hbox to\hsize{\hss text\hss} % umístění textu na střed

Tento příklad toleruje text jakékoli šířky. Na obou koncích bude široký text přečnívat přes okraj sazby stejně.

PlainTeX definuje pro tento způsob usazování textu makra \leftline. \rightline a \centerline takto:

\def\line{\hbox to\hsize}
\def\leftline#1{\line{#1\hss}}
\def\rightline#1{\line{\hss#1}}
\def\centerline#1{\line{\hss#1\hss}}

Někdy se hodí umístit do sazby box nulové šířky, přitom sazba v něm obsažená vyčnívá z boxu doleva nebo doprava. PlainTeX definuje makra \llap{text} (text vyčnívá doleva) a \rlap{text} (text vyčnívá doprava):

\def\rlap#1{\hbox to0pt{#1\hss}}
\def\llap#1{\hbox to0pt{\hss#1}}

Analogicky jako \hbox se specifikovanou šířkou je možné vytvořit \vbox se specifikovanou výškou. Místo \hskip, \hfil a \hss se pak použijí mezery \vskip, \vfil a \vss.

Tvar odstavce

Po rozlomení odstavce do řádků TeX zpracuje obsah každého řádku pomocí

\hbox to\hsize{\hskip\leftskip obsah řádku\hskip\rightskip}

Protože obsahy registrů \leftskip a \rightskip jsou implicitně nulové a k poslednímu východovému řádku je připojena mezera z \parfillskip (nastavena na 0pt plus1fil), je odstavec zarovnán do bloku. Ovšem například po nastavení \leftskip=0pt plus 1fill vzniká sazba odstavce na pravou zarážku s nevyrovnaným levým okrajem. Všimněte si úrovně pružnosti fill, která způsobí, že splaskne i mezera východového řádku, která má pružnost pouhé fil.

PlainTeX definuje makro \raggedright, které naopak zahájí sestavování odstavců na levou zarážku. Dělá to poněkud chytřeji než jednoduchým \rightskip=0pt plus 1fill, aby bylo třepení na pravém okraji pokud možno co nejmenší a došlo i na dělení slov.

Pro nastavení libovolného tvaru odstavce (s rozdílně širokými a rozdílně usazenými řádky) slouží příkaz \parshape. Pro pravoúhlý výřez v odstavci stačí vhodně nastavit registry \hangindent a \hangafter.

Další manipulace s boxy

Boxy je možné ukládat do číslovaných registrů, měřit jejich rozměry, nastavovat jim rozměry jiné, rozebírat je, rozlamovat \vboxy. K tomu příslušné příkazy jsou uvedeny v následující tabulce, podrobnější popis je pak možné dohledat například v TBN.

\setbox	vložení boxu do číslovaného registru
\ht, \dp, \wd	změření nebo nastavení výšky, hloubky, šířky boxu
\box, \copy	vložení boxu z registru do sazby
\unhbox, \unvbox	vložení obsahu boxu z registru do sazby
\lastbox	odebrání posledního boxu ze sazby
\vsplit	rozlomení sloupce ve \vboxu dle specifikované výšky
\raise, \lower	umístění boxu jinam než přesně na účaří
\moveleft, \moveright	umístění boxu jinam, než přesně na levou zarážku
\vtop, \vcenter	varianty \vboxu s jinak umístěným výsledným účařím

Příklad – sazba obsahu knihy

Obvyklý postup při formátování řádků obsahu knihy by mohl vypadat třeba takto:

\hbox to\hsize{Název kapitoly \leaders\hbox to.8em{\hss.\hss}\hskip1em plus1fil\ číslo strany}

Je zde použit příkaz \leaders, který funguje jako pružná mezera vymezená pomocí \hskip za ním, ovšem mezera není vyplněna bílým místem, ale opakovaně kladenými boxy. V tomto příkladě se opakuje \hbox to.8em{\hss.\hss}, tedy box šířky 0,8 em (jednotka 1em je stupeň použitého písma), ve kterém je uprostřed tečka.

Popíši ještě jiný příklad sazby obsahu, tentokrát méně obvyklý. Příklad se snaží co nejvěrněji napodobit stránku jisté knihy, na kterou mě v diskusi odkázal jeden čtenář s dotazem, jak by se taková věc dělala v TeXu. Uvědomuji si, že to je příklad asi ne příliš praktický, protože stránky takové knihy by zřejmě bylo přirozenější graficky navrhovat v interaktivním programu na obrazovce než zapisováním přesných rozměrů do zdrojového kódu. Příklad ale ilustruje obecnou práci s boxy, takže se nám hodí. Můžete si stáhnout zdrojový text příkladu, dále se můžete podívat na výstupní PDF, porovnat to s originální ukázkou a pokud to budete chtít vyzkoušet, budete potřebovat ještě jeden obrázek.

Ukázka využívá makro OPmac. Dále je natažen font Helvetica-narrow, který je přítomen v každé distribuci. Není sice zcela podobný fontu, který byl ve skutečné knize použit, ale pro účely testování nám to stačí. Pak je deklarována barva „skoro černá“, která tvoří podklad stránky s obsahem. Konečně je deklarován netypický formát knihy a nastaveny na něm nulové okraje, tj. sazba bude zahájena zcela vlevo a nahoře bez okrajů.

\input opmac
\input chelvet  \narrow  % Zúžená varianta fontu Helvetica  
\def\DarkGrey{\setcmykcolor{0 0 0 .9}} % Skoro černý podklad

\sdef{pgs:vu}{(160,188)mm} % Formát knihy, deklarace speciálního formátu vu
\margins/1 vu (0,0,0,0)mm  % Nulové okraje, použití formátu vu (viz opmac-u.pdf)

Stránka s obsahem je navržena takto:

\begingroup \nopagenumbers \localcolor
   % podkladová barva:
   \DarkGrey \hrule height\pdfpageheight width\pdfpagewidth
   \kern-\pdfpageheight

   % Fialovoučký obrázek:
   \hbox{\kern20mm \picwidth=26mm \picheight=185mm \inspic newsprint.pdf
         \vrule height\pdfpageheight width0pt}
   \kern-\pdfpageheight

   % Text obsahu:
   \kern35mm
   \moveright46mm\vbox{
      \hbox{\kern7mm \typosize[20/]\White\bf CONTENTS}
      \vskip10mm 
      \typosize[10/20]\rm \maketoc
   }
   \vfil\break % ukončení stránky
\endgroup

Celá stránka je vytvořena uvnitř skupiny, kde je vypnutí tisku stránkové číslice a nastavení barev lokální. Podkladová barva \DarkGrey je vytištěna jako \hrule, což je obdélník nastavený na šířku a výšku papíru. Po vytištění tohoto skoro černého obdélníka se vracíme zpět na začátek strany pomocí záporného \kern. V další vrstvě je vložen fialový obrázek 20 mm od okraje stránky. Obrázek má šířku 26 mm a výšku 185 mm. Za obrázkem následuje pomocí \vrule neviditelná podpěra nulové šířky, ale výšky stejné, jako je výška papíru. Ta podpěra způsobí, že výška celého \hboxu bude stejná jako výška stránky, takže je logické, že se zpátky na začátek stránky vrátíme již jednou použitým záporným kernem.

Dále se posuneme o 35 mm od horního okraje papíru dolů a text umístíme ve \vboxu, který je posunut o 46 mm doprava (46=20+26), tj. začíná přesně na pravém okraji fialového obrázku. Tento \vbox obsahuje nejprve \hbox s nápisem CONTENTS ve velikosti 20pt. Nápis je posunut o 7 mm doprava, takže začíná v ose pozdějších stránkových číslic. Pod nápisem je mezera 10 mm a dále začíná sazba v písmu 10pt s 20pt řádkováním. Text je vysázen pomocí makra z OPmac \maketoc, které vyzvedne informace o obsahu z pracovního souboru, kam se ukládají při předchozím běhu TeXu.

Makro \maketoc expanduje na jednotlivá makra pro řádky obsahu: \tocline{úroveň}{info}{číslo}{nadpis}{strana}. Aby se správně vysázelo, co potřebujeme, je třeba makro \tocline definovat:

\def\tocline #1#2#3#4#5{%
   \hbox{\llap{\vbox{\kern3mm
                     \hsize=23mm \baselineskip=12pt
                     \leftskip=0pt plus1fill \rightskip=3mm
                     \noindent\DarkGrey \ifnum#3>0 Chapter #3\else #2\fi}}%
         \White\hbox to14mm{\hss#5\hss}\uppercase{#4}}}

Jeden řádek obsahu je \hbox. Doleva pomocí \llap nad fialový obrázek přečnívá \vbox, který obsahuje odstavec se slovem Chapter nebo jinými texty. Pouze v případě „Contributor Biographies“ je tento odstavec rozlomen do dvou řádků. Nad odstavcem je vertikální mezera 3 mm, dále je pro odstavec nastaveno \hsize=23mm (zhruba jako šířka fialového obrázku) a \baselineskip udává řádkování. Pomocí \leftskip je zařízeno, že odstavec bude na pravou zarážku a pomocí \rightskip je vložena vhodná mezera od pravého okraje fialového obrázku. Veškeré toto nastavení je lokální uvnitř \vboxu. Pomocí \noindent je odstavec zahájen. Číslovaná kapitola má své číslo kladné a v takovém případě přidáme slovo Chapter. Nečíslovaná kapitola má #3=0 a pak vytiskneme parametr #2, který v tuto chvíli obsahuje text „Introduction“, „Contributor Biographies“ atd.

Následně je od hrany fialového obrázku směrem doprava vložen \hbox šířky 14 mm a na jeho střed je umístěna stránková číslice. Konečně je velkými písmeny (\uppercase) vysázen nadpis kapitoly.

Zdrojový text ukázky obsahuje ještě definici nečíslovaných kapitol a práci s externím souborem s údaji pro obsah. To ovšem není obsahem tohoto dílu seriálu, kde jsme se seznámili především s boxy.

Seriál TeX (dílů: 15)

První díl: TeX – 1 (seznamujeme se), poslední díl: TeX – 15 (mikrotypografie).
Předchozí díl: TeX – 11 (box-penalty-glue a další základy algoritmů sazby)
Následující díl: TeX – 13 (matematická sazba)

Diskuse k tomuto článku

[tetris]

Stale som nepochopil vyznam pisania textu tymto divnym sposobom. A snazim sa o to uz 12 clankov.

[dvcasxcasdc]

predstavte si na chvilku, ze jste inteligentni clovek v 80-tych letech a chcete na pocitaci sazet kvalitni matematicke texty pro odborne publikace. o nejakem gui si muzete nechat jen zdat, tak pouzijete znackovaci jazyk, no a je to

s jinymi znazkovacimi jazyky (html, xml, json, tex, man) taky zijeme a jsme spokojeni. ne vsichni chteji klikat jenom v gui.

[tetris]

Dakujem vam velmi pekne za odpoved. Presne toto som chcel vedet.

[dvcasxcasdc]

no tak to je super, ze to pomohlo.

[Josef Kufner]

Jenže TeX není značkovací jazyk. Ono to je Turing-complete programovací jazyk, což s sebou nese pár nevýhod. Například to, že u značkovacího jazyka, jako je například HTML, lze relativně snadno spočítat, na kolik stran ten dokument bude. U TeXu máš smůlu a nezbývá, než ten program spustit a doufat, že doběhne.

[nonsense]

No, pokud ve zdroji nebude syntaktická chyba, tak doběhne vždy.

Význam otázky asi zněl ve smyslu jak to bude ve výsledku vypadat.

V tom je právě krása TeX systému (a jeho derivátů). že nás nenutí formátovat text. Udělá to sám. A podle typografických pravidel.

Pokud jsme vycvičení MS-Wordem a podobnými word-procesory, nedivím se otázce.

Mimochodem,

počítání stánek zvládá TeX také...

[Josef Kufner]

\documentclass{article}
\newcommand{\x}{\x}

\begin{document}
\x
\end{document}

[dfgfcfg]

myslim ze i xml je kompletni programovaci jazyk, smycky, podminky a furt mu ze zvyku rikame znackovaci jazyk.

[Josef Kufner]

XML je jen strom postavený ze značek. XSLT a podobné věci, to už je jiná, ale samotné XML nic nedělá.

[dvcasxcasdc]

xslt je jen podtyp xml

[Filip Jirsák]

To je jako byste tvrdil, že čistě textový soubor je také kompletní programovací jazyk, protože zdrojový kód v C je přece jen podtyp textového souboru.

[egg]

Vážně? Jak vypadá smyčka v XML?

[petr_p]

Rekurzivní entinty smyčky připouští. Ale s podmínkami to bude horší :)

[Jack Hokus]

Zdravím,

nepoužívám, sice TeX, ale LaTeX, nicméně odpověď bude platit tak jako tak.

Začátky byly těžké, než jsem pochopil co se jak dělá. Jakmile jsem si dal dohromady preambuli, kde se nastavují věci platné pro celý text a pár základních příkazů. Pak stačí už jen psát. Je jedno, jestli je to pár řádků, nebo 60 stran.

Krom toho, se mi líbí to, že psaní textu je oddělené od jeho zpracování, takže můžu napsat text v libovolném textovém editoru a pak ho jen nechám zpracovat LaTeXem.

LaTeX se postará o to aby text vypadal dobře a pokud si s něčím neporadí, tak to dá jasně najevo. Ze začátku mi opravy trvali dlouho. Nejčastější chybou jsou přeplněné, nebo poloprázdné řádky. Zvlášť v delších textech se mi tyto chyby těžko hledaly, ale jakmile jsem si do preamble nahodil parametr na jejich zvýraznění, tak mi odladění dlouhého textu trvalo pár minut.

Další výhoda je, že můžete používat textový editor podle vlastní volby. Sice se to nezdá, ale po čase se naučíte využívat schopností Vámi zvoleného editoru a můžete na něj naložit některé věci, které by jste jinak dělal ručně.

A navíc. Zdrojový kód LaTeXu je čistý text, takže jakmile jednou něco napíšete, můžete to snadno exportovat do celé řady formátů. A rovněž se dá dobře zpracovávat dalšími programy od bashe, přes sed, třeba, to záleží na Vás

Petr

[Filip Jirsák]

Záleží na tom, co vám připadá divné. Zda jen syntaxe (ta je poplatná době vzniku), nebo vůbec význam popisování sazby v nějakém jazyce místo naklikání v GUI.

V tom druhém případě si představte, že potřebujete udělat třeba obsah, a váš GUI nástroj to neumí. Budete jej muset udělat ručně, což třeba pro dvě tři knihy uděláte rychleji, než kdybyste programoval dělal vytváření obsahu pro TeX (kdyby také ten pro to neměl podporu). Jenže když už to budete v tom GUI nástroji dělat po desáté, bude to otrava a pořád to bude vyžadovat vaši práci - zatímco u toho TeXu už vám to udělá automaticky nějaký skript. Když budete obsah dělat často a vaši kolegové též, autoři toho GUI nástroje vám možná doplní nějaké klikátko na generování obsahu, a pak vám to opět půjde rychle. Ale když zase budete chtít udělat nějakou věc, kterou ten GUI nástroj nepodporuje, budete to muset zase pokaždé naklikat ručně. Rozdíl je tedy v tom, že v tom GUI nástroji máte jen určité omezené možnosti, zato je můžete využívat s menšími znalostmi. Pro používání TeXu potřebujete víc znalostí, ale pak už jste omezen prakticky jenom tím, co umíte - TeX vám umožní vysázet prakticky cokoli.

[egg]

TeX vám umožní vysázet prakticky cokoli.

Třeba dodekalendář.