断断续续写了大半年，终于把毕业论文写完了。从大二开始用TeX/LaTeX，自然没有再用Word写论文的道理。但是之前都是用LaTeX的现成模板写写小文章，而论文要一百多页，结构复杂；NUS又没有提供LaTeX的论文模板，所以还是要花不少功夫的。
先截取几页贴上来，然后慢慢讲细节

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MetaPost 电路图

Inline MetaPost drawings / 公式

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这几年我一直都是用LyX这个“所见即所想”的LaTeX前台编辑器的，偶尔也直接写LaTeX代码。但这次写论文时却不得不放弃了LyX。首先是新版的LyX(1.5)在我的Mac (PPC)上很不好用，打字的时候反应迟缓。我打了半天了屏幕上还是空白，我停下之后屏幕上才一个一个字母蹦出来。Linux/Windows版运行都很顺畅，据说问题出在Mac PPC版的Qt里，总之是拖了半年都没解决，迫使我放弃了。
其次是LyX不支持很多LaTeX宏包，比如说per chapter reference list就需要手工干预。
最后是因为听说了ConTeXt，好奇心起来了。ConTeXt有很多独特的优点，后面会详细讲，但当时更多的是尝鲜的好奇心驱使，选了ConTeXt。

用了很多年LaTeX，学会了尽量把排版的事情交给LaTeX，自己只管输入内容。这的确是LaTeX的优点。但反过来说，调整LaTeX模板预定的版式就很困难，经常需要修改模板源代码。而TeX实在不是一种好用的programming language，又不好调试，读懂并修改一个模板实在是太折磨人了。相反，ConTeXt的思路是提供很多控制版式的macro，方便用户自己写format file。下面是我的format file里的三段：

\setuppapersize[A4][A4]
\setuplayout
[width=147mm,
height=fit,
backspace=38mm,
topspace=25mm,
header=15mm,
footer=10mm,
bottomspace=25mm,
margin=0mm,
location=singlesided]
\setuplist[chapter][style=\boldmath\rm\bf\singlespace,alternative=b,width=1.5em,before=\blank,after=\blank]
\setuplist[section][style=\singlespace,margin=1.5em,width=2em,after=\blank]
\setuppagenumbering[location={text,footer,right}]

\setuplayout定义正文部分、页眉、页脚等的位置和尺寸。\setuplist[chapter]和\setuplist[section]分别定义了目录里chapter和section的格式。最后\setuppagenumbering控制页码的位置。不需要TeX编程就可以实现相当丰富的版式。
简单说，LaTeX适合按预定的格式写论文。ConTeXt的适用范围更宽一些，也适合排版书籍，杂志等等。ConTeXt在开发之初就是以排版教科书为目标的，因此相比LaTeX更多地考虑了版式的多样性。

ConTeXt的官方网站是 http://www.pragma-ade.com/ ， 但是他们的wiki网站相比之下更有用些： http://wiki.contextgarden.net/Main_Page
两个网站上都有很多showcase和sample document，大家可以看一下是否比LaTeX更灵活些。
我安装的是TeXLive 2007 Distribution。以前流行的teTeX项目现在已经被放弃了。

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排版系统选定了ConTeXt，另一个重要的决定是用什么软件作图。ConTeXt的作者比较欣赏MetaPost，因此把MetaPost和ConTeXt紧密集成在一起(称为MetaFun)。在ConTeXt代码中嵌入MetaPost代码、在Metapost中的Label里使用ConTeXt Macro、MetaPost图形在文字中的精确定位、ConTeXt向MetaPost传递参数等等都非常方便。因此，用MetaPost画插图是非常自然的决定。
但是MetaPost有一个很大的缺点，就是不能处理的浮点数学运算。MetaPost和TeX一样，内部都是用整数运算的。这对画示意图没有影响，但是用来画包含实验数据的图表就成问题了。我的实验数据经常会出现小至1E-15，大至1E20的数字，要MetaPost处理太勉为其难了（有人搞了变通的办法，但是实在是很丑陋）。用过pstrick/metapost/tikz之后，我选了Asymptote做图表。简单说Asymptote是一个用C++语法的MetaPost，双精度浮点数当然是支持的，path、pen等等metapost的概念也都继承下来了。画图表的模块也相当完善，Axis/Tick/Title/Legend/Label都很灵活。Asymptote的缺点在于首先它是为LaTeX设计的，暂时还没有和ConTeXt集成起来，其次它缺少metapost里解implicit linear equation的功能，要解方程必须自己输入方程的矩阵。
在画示意图时，用隐式方程来指定关键节点的坐标比较符合我的思维方式，比如我习惯指定z1,z2,z3三点共线、z2,z4,z5三点的y坐标相同等等，而不是直接指定这些点的坐标。Asymptote暂时还没有这个功能，让我有些失望。

于是我采取折中方案，用Asymptote来plot实验数据，而用metapost画示意图。

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文献引用自然是用bibtex格式，然后用jabref这个java做的GUI来管理。

先是一张幻灯片。左边的图是asymptote做的，右边三幅图是用ConTeXt调用一个metapost宏画的，宏的参数是需要的小圆圈的数量，圆圈的位置是随机生成的。幻灯片的字体用的是Helvetica，数学公式的字体是Euler。


然后是一个含很多示意图的文档。为了看起来方便，插图放在右边的margin里。

大四做bachelor thesis的时候，我是以Caltech的LaTeX论文模板为基础，按国大的格式改了改。当时对TeX编程很陌生，稍微复杂一点的修改（目录，页眉等等）就做不成。哪怕是现在，也不敢说就都会做了。我一看到\futurelet和\expandafter这些命令就头晕。能自己写LaTeX Class的人应该都是高手了。

用ConTeXt设置这些版式都不需要掌握TeX编程，所以象我这样的三脚猫都可以玩。

说到排版细节，我会总结一些常见的丑陋的排印错误，和学术期刊上正确的排印作对比。如果当年Knuth容忍了那些丑陋的排版，我们现在就没有TeX可以用了。

MacOS里有个做得非常好的bib管理软件叫Papers，只可惜不是免费的。
JabRef做得也是不错了，可以搜索几个常用的数据库(ACM/IEEE)，可以下载pdf存档。文献数据库里下载来的bibtex是没法直接用的，格式多半不对，需要手工修正。

上一次用了很大篇幅讲ConTeXt的特性，几乎编程ConTeXt的广告了。这次讲些更有普遍性的。

先从字体开始讲起。长久以来我一直都是用LaTeX的默认字体（所有TeX系统的默认字体）Computer Modern系列。严格讲，Computer Modern是Knuth制作的一系列配套的字体。我们先得介绍一些关于英文字体的术语：
1.serif/sans-serif Serif就是比划顶端的衬线。典型的serif字体有
Times New Roman:

Computer Modern:

如果仔细看的话，computer modern字体横向的比划特别细，纵向比划特别粗。这是所有modern字体相对于old style或transitional(e.g. times new roman)的特点。
sans-serif就是没有衬线的字体。典型的sans-serif字体有
Helvetica

Optima

serif和sans serif的对比接近于汉字中宋体和黑体的对比。


2. roman/slanted/italic:
roman也叫normal或者regular，有人翻译作“正体”。italic和slanted都被人叫做斜体。slanted又叫oblique，通常只是把roman字体倾斜一下而已。而italic则是完全不同的字型。
先看roman和italic:

再看slanted




3. typewriter,bold, small cap, old style numeral, etc
typewriter也叫monospace，就是等宽字体。err，大家应该已经注意到前面所有的字体里，每个字符的宽度都不一样吧。typewriter字体既有serif的也有sans-serif的。典型的例子是Courier

bold是粗体，所有的字体都可以bold，不仅限于sans-serif。
small cap:

old style numerals:




4. pt, em, ex
传统的pt是一英寸的 1/72.27，TeX里的pt也是这个定义。现在新法的pt是1/72英寸，网页设计里讲的pt用的是这个定义。TeX里，1/72英寸叫做big point，或者bp。
em是当前字体中大写M的宽度。ex是当前字体中小写x的宽度。


5. ligature, kerning 找一本正规出版的书，可以发现有些字母组合，比如fi，ff，fl的字形是特制的，并不是简单地把f和i拼在一起。这样的组合叫ligature，TeX可以自动识别很多这样的组合。

另有些字母组合，比如A和V，因为字形的空白互相错开，应当排得紧一些，让A的底部和V的顶部有一点重合。这个叫做kerning。TeX可以kern很多这样的组合，也允许用户进一步调整kerning：




市面上字体多如牛毛，但是大部分LaTeX用户还是在用Computer Modern。原因是大部分字体都没有考虑数学公式中的符号，要配一套风格谐调的正文字体和数学字体不是一件容易的事。 但是选择还是有的，Stephen G. Hartke就此写了篇总结文章：A Survey of Free Math Fonts for TeX and LaTeX1。我们看几个典型的例子

1. computer modern

2. computer mrdern bright

3. concrete + Euler
4. palatino + Euler

Euler math是Knuth和字体设计大师Zapf，根据Euler的手稿的书写风格，合作设计的一种手写风格的字体。Knuth后来出版了他和Zapf的通信，详细描述了他们设计这款字体时的思路，很有趣。

是Times New Roman……
民主投票决定的。

本来要继续讲字体的，结果bird把我想说的话都说的差不多了。这个题目先放一放，以后在说。先说些公式中符号的问题。 数学模式下的基本的语法这里估计大家都知道，不再赘述了。这里讨论一些格式的问题。

math mode下，TeX缺省使用math italic字体。拉丁字母和希腊字母都是斜体的，阿拉伯数字是正体的。不同的LaTeX模板中的设置可能略有不同，比如大写希腊字母在某些package中是正体的，或者阿拉伯数字是old style numerals。由于这一缺省设置，很多初学者写的数学公式里所有的字母都是斜体的。这样的排印是不符合规范的。由于我经常接触的是物理和工程类的文章，排印上的规范比纯数学的文章要更复杂一些。我们参照ISO和IPU制定的ISO31/XI标准，举几个典型的例子。
"Mathematical sign and symbols for use in physical sciences and technology | ISO 31/11" ISO Standards Handbook N.2, International Organization for Standardization, Geneva 1982, 2nd ed.
可恶的是ISO标准不是免费的，我没有办法看到文件的原文，只能看Tugboat杂志上别人转述的二手材料：http://www.tug.org/TUGboat/Articles/tb18-1/tb54becc.pdf

简单说，排印的原则是 1. 物理变量、数学符号都用斜体：
2. 用其名称书写的运算符（包括函数名），比如sin、cos、exp、lim、mod、Re、Im等等用正体：
而 中的函数符号f是用斜体的。
微分也是一种操作，因此微分符号也应该用正体
另有一些operator，例如傅立叶变换F，习惯上用花体字。
3. 数学常数用正体：
复数的虚部单位i（工程中一般用j），还有单位向量，，都是用正体。
物理常量用正体还是斜体呢？那篇tugboat文章说：“According to the ISO regulations and the IPU recommendations, italic symbols should be used to denote also those physical "constants" that are not really constant, because better measuring techniques may produce updated values.” 我觉得这个解释不对头，十有八九是作者误解了ISO/IPU规范的原意。很难想象物理学会制定的规范会说物理常量会随着测量的改变而变化。虽然这个解释很荒谬，但是就习惯而言，绝大部分书籍都是用斜体字排印物理常量的，所以我们有

另一个问题是圆周率，由于Computer Modern字体里的小写希腊字母全部是斜体的（绝大部分其它数学字体也是如此），我们没有办法按规范印出正体的pi来。 4. 大家也许已经注意到了，单位电荷e的单位库仑(C)是用正体排印的，这条规则适用于所有物理量的单位以及前缀(k,m,M)。小写希腊字母再一次成为例外。单位之前应该有一个空格(thin space "\,")。显然，我们不应该在这个空格处断行，用Word排版的书籍经常出现这种丑陋的断行。
5. 粗体字经常被用来表示向量或者矩阵。
6. subscript/superscript...这是最让我头痛的一个问题。从原则上讲，如果下标是物理量或者是数列下标，比如比热容或者求和中的下标都是斜体的。
在其他情况下，下标都应该是正体。比如中下标是缩写，又如电阻中下标代表晶体管发射端(Emitter)。
原则说完了，就要讲实际情况了。严格按照ISO规范排印，有时会得到一些很丑陋的符号，比如晶体管基极电流 ，下标b的那一竖简直在跟斜体的I打架了。
随便翻开一本McGraw/Wiley/Springer出版的教科书或者学术杂志，没有哪一本是真的按照ISO/IPU规范排印的。这一点在下标的排印上尤其明显。大体上这些出版公司为了兼顾规范和美观，在下标是单个字母时，尽量用斜体；当角标包含几个连续的字母时，用正体。比如，，等等。

我们来看一下两个例子：
先是TugBoat杂志上的示例：



然后是Journal of Applied Physics的文章:


最后，强烈建议大家把常用的符号定义成宏。这样就不必每次打这个符号的时候都输入一大堆格式控制命令了，也可以保证文章中每次用到这个符号时，格式都是统一的。

估计和postscript自带times/helvetica有关。

数学公式里的字体五花八门，有的用times风格的数学字体加一些CM的数学符号，也有的混用times和CM。
黑体的标题一般都是helvetica，不过也有用arial的

\left and \right do two things. First they put the enclosed content into an atom of the type "Inner". Secondly, the height of the parentheses will be automatically adjusted according to the enclosed sub-formula.
The following table may help you. It appears on pg.170 of "The TeXbook". 0,1,2,3 stand for no space, thin , medium and thick space.


$a+(b+c)$ is decomposed to atom sequence: ord 2 bin 2 open 0 ord 2 bin 2 ord 0 close
$a+\left(b+c\left)$ would be: ord 2 bin 2 inner
It is then natural to have difference in spacing in some cases.

of the parentheses I want, so
f(x) instead of f\left(x\right)

But for more involved cases (eg. fraction in brackets), I use \left( and leave TeX to decide the size.