在上一篇文章中，我谈到了如何在Vim中的LaTeX上编写数学笔记。 在本文中，我将向您展示如何使用Inkscape为这些摘要创建图形，并讨论您的自制热键管理器。

一些例子

首先，让我向您展示一些数字示例。 它们是为复杂分析，微分几何，电动力学和椭圆曲线上我的学士学位而制成的。 我在授课中画了它们-当然，除了我的论文之外-我使用Inkscape，所以让我们开始吧。

什么是Inkscape？

Inkscape是可用于所有主要平台的开源矢量图形编辑器。 这是Adobe Illustrator的免费替代品，但功能可能较少。 如下图所示，它可用于设计传单和徽标，但它也是绘制几何形状的强大工具。

为什么要墨迹？

将图形添加到LaTeX文档的最常见解决方案是TikZ，PSTricks和Asymptote。 它们有一个共同点：它们都在团队中工作，也就是说，您只需编写确定如何绘制图形的代码。 例如，TikZ代码：

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

显示以下图片：



这些软件包的优点是绘图与编程非常相似：您可以使用变量，执行计算， for循环等。此外，绘图非常适合文档，因为所有文本都直接输入到LaTeX中。 这意味着键入公式很容易，如果以后您决定更改文档的字体，则所有图片都会根据新字体自动更改。

但是，由于这些优点，您必须为缺少视觉反馈和低速而付出代价。 绘制复杂形状本质上是图形任务，而没有图形界面会非常耗时。 不能单击并拖动对象，用手绘制曲线或拖动Bezier曲线的控制点。 因此，TikZ比Inkscape复杂得多，速度也慢得多。 尽管有时我会在复杂的工程图中使用TikZ，但在大多数情况下，Inkscape的优势远远超过TikZ的优势，尤其是在您上课时间紧张的情况下。

结束了，让我们开始吧。

将Inkscape图纸嵌入LaTeX文档中

与TikZ一样，Inkscape可以使用LaTeX在图形中显示文本。 为此，编辑器将数字导出为pdf和LaTeX文件。 在第一张带有单独文本的图片中，以及在LaTeX文件中-正确放置文本所必需的代码。 例如，您正在Inkscape中处理以下图形：


黎曼定理

要将此图包含在LaTeX文档中，请转到“ 文件›另存为”菜单，选择“ pdf”作为扩展名，然后单击“ 保存” ，将出现以下对话框：



选择“在pdf中省略文本并创建LaTeX文件”会将图形另存为pdf + LaTeX。 要将Inkscape绘图插入LaTeX文档，可以将以下代码添加到序言中：

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

假设该图在figures/riemmans-theorem.svg ，则可以使用简单的代码将其插入：

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

编译文档后，您将看到：



如您所见，文本是使用LaTeX呈现的，看起来非常漂亮。 如果您以后决定更改字体，它将相应地更新：



这样的系统允许您在继续键入LaTeX的同时绘制Inkscape。

快速创建和插入工程图

在演讲中编写摘要时，我需要在不中断流程的情况下即时添加图形，即不要浪费时间打开Inkscape，查找正确的目录，输入LaTeX代码以手动插入图形等。 为避免这种情况，我在Vim中添加了一些键盘快捷键来管理图形。 例如，当我键入图片标题Ctrl+F ，将发生以下情况：

1. 该脚本根据LaTeX根文件的位置查找图片目录。
   
2. 然后检查是否存在具有相同名称的图形。 如果是这样，脚本将不执行任何操作。
   
3. 如果不是，则将模式模板复制到/figures目录。
   
4. 带有图片标题的当前行由LaTeX代码替换以插入它。
   
5. 在Inkscape中将打开一个新图形。
   
6. 文件监视的配置方式是，每当通过按Ctrl+S将图片保存到svg文件时，该图片也将另存为pdf + LaTeX。 因此，不再出现我们前面讨论的烦人的pdf保存对话框。

实施方案：



当我要编辑图片时，在正常模式下Ctrl+F 。 将打开一个选择对话框，使您可以在当前文档中搜索图案。 选择后，它将在Inkscape中打开图形。 保存后，粘贴代码将复制到剪贴板。 因此，如果删除了源，我可以重新插入它。



这些热键使您可以动态添加和打开图形。 您无需记住，对于每个文件，您都需要指定pdf + LaTeX，选择正确的目录或编写要插入的代码。 与手动添加图片相比，添加新图片的障碍要低得多。 我的图片管理脚本发布在Github上 。

了解管理知识之后，让我们讨论如何在Inkscape中实际绘制形状。

画图

尽管Inkscape中的绘制通常比TikZ中的绘制更快，但仍比手工绘制要慢。 使用Inkscape的内置键盘快捷键可以加快该过程，但仍然不够。

因此，我决定用Python编写一个自制的快捷方式管理器，该管理器允许您在所有键盘事件到达Inkscape之前对其进行拦截。 因此，我可以完全控制每个按键的解释方式，从而提供了极大的灵活性。

绘图形状

让我们从Inkscape内置键盘快捷键开始。 例如， r激活矩形绘制工具， e绘制椭圆形等。从实现的角度来看，这意味着组合管理器将“回放”这些键盘事件，即将它们简单地传输到Inkscape。

但是，我使用w和f代替了铅笔的默认快捷键p和贝塞尔曲线的默认快捷键，因为如果在鼠标右键中，用左手单击它们会更方便。 本着左手组合的精神，我还匹配了z来取消， Shift+z来删除， x来切换捕捉，它们通常分配给难以到达的% 。

常用样式的按键组合

样式对象是我在Inkscape中第二常见的事情。 绘制形状的样式非常简单：

• 诸如矩形和圆形的形状通常是黑色，浅灰色，白色或透明的。 与轮廓。
  
• 线（包括轮廓线）大多是实线，虚线或点线。 它们可以（非常）粗体或正常宽度，有时在一侧或两侧带有箭头。

这些选项的组合给出了常用样式的下表：



由于我经常使用这些样式，因此我想快速完成，但是使用Inkscape的默认快捷方式会花费太多时间。 例如，您要更改某些对象的样式，如下所示：



您必须按Ctrl+Shift+F打开样式面板，并通过单击来更新每个对象的样式，因为您无法使用Inkscape中的键盘快捷键来执行此操作。 这很累。 理想情况下，我想在一秒钟内执行这样的操作。



这是进入键盘快捷方式的地方，该快捷方式由两个或多个同时的击键组成。 例如，当我同时按s和f时，我的组合管理器将对当前选择应用实线轮廓和灰色填充。 当您需要粗体轮廓时，请同时按s+f+g ，其中g表示粗体。

因此，每个属性都与一个键相对应： s表示法线轮廓， f表示灰色填充， g表示厚度， a表示箭头， d表示点， e表示虚线，依此类推。



该表中的某些样式仅对应一个键，例如，左上角的样式：灰色填充，没有轮廓。 这可能是一个问题，因为按下单个f启动Bezier曲线工具。 解决方案是按 + f ，其中空格充当占位符。

通过这种组合，只需轻按几下即可解决先前的问题：

• f + s使矩形变为灰色并添加实线轮廓；
  
• f + h + e表示填充和粗体点
  
• a + g + d添加一个箭头，并将该线变成粗虚线。

添加文字

由于数学公式经常出现在绘图中，因此我想在Vim中使用我的代码片段 。 为此，请按t ，这将打开一个小的Vim窗口，在其中输入LaTeX代码。 退出后，将文本片段插入Inkscape中：



正如我所说，当您在文档中插入图片时，LaTeX将显示此文本。 但是有时候我想立即显示LaTeX，可以通过Shift+T来完成：



两种选择都有其优点和缺点。 基本上，我使用第一种方法，因为文本显示在LaTeX文档中。 这意味着字体始终匹配，并且您可以使用文档的前序中定义的宏。 但是有一个缺点：执行文本定位有时会有些困难。 由于您看不到Inkscape的最终结果，因此有时您需要从Inkscape切换到pdf查看器，然后再重新调整结果。

保存和使用稀有样式

尽管在90％的情况下基本样式就足够了，但有时您还是想使用特殊样式。 例如，要在光学元件上绘制图表，使用玻璃和光束样式很有用。 为此，您首先需要使用默认组合在Inkscape中创建样式：



要保存这些样式，请选择一个对象，然后按Shift + s 。 然后输入新样式的名称，在本例中为“ glass”，然后按Enter确认。 现在，样式已保存，以后可以使用。

现在，当我选择一个对象时，按s并输入'glass'，相应的样式将应用于该对象。 但是，无需输入全名，因为如果样式单独与输入的字符匹配，则会立即应用样式。 例如，如果我只有一种以'g'开头的样式，则输入此字母之一就足以应用该样式。 如果您有几种样式，则必须输入“ gl”甚至“ gla”。

在这种情况下，当您输入太多字符时崩溃很烦人：假设输入'gl'的样式是正确的，但是您键入'gla'，然后a将被解释为另一个命令。 因此，组合管理器将等待500 ms，然后返回默认模式。 这个时间足以使人们看到样式已被应用并停止打印。

添加和保存对象

我的设置的最后一个元素是添加和保存对象，分别使用a和Shift+a键来完成。 例如，按a并输入'ec'会添加一条椭圆曲线：



再举一个例子：按a并输入'dg'会添加一个锁孔，即锁孔（'dg'是键盘上'kh'的镜像）。 使用Ctrl+-可从给定形状中减去图形：



其他一些示例：斑点和2D，3D轴，我经常在复杂的分析和微分几何中使用它们。

代号

如果您想自己尝试， 可以在Github 上发布用于在Vim中管理图形的脚本和Inkscape键盘快捷方式管理器 。 这两个脚本仅在Linux系统上工作。 第一个应该开箱即用，第二个可能需要其他配置。

结论

使用Inkscape，您可以轻松，快速地为文章，书籍和演示文稿创建插图。 它们看起来很专业，非常适合文档。 尽管这比手工绘制要慢，但是在大多数情况下，Inkscape比TikZ快。 我的键盘快捷键和用于在Vim中管理图形的脚本可进一步加快工作速度，使您可以在演讲过程中绘制图形，与讲师保持同步。