LaTeX: ระบบสร้างเอกสารคุณภาพสูงและมืออาชีพที่สมบูรณ์แบบ

ส่วนใหญ่ของคนใช้โปรแกรมประมวลผลคำ (Word Processor) เขียนเอกสารบน PC ปกติโปรแกรมเหล่านี้เป็นส่วนหนึ่งของชุดออฟฟิศ เช่น Microsoft Office, OpenOffice หรือ StarOffice

อย่างไรก็ตาม คำว่า "Word Processor" ไม่ค่อยเหมาะสม โปรแกรม 'Word' ที่เราใช้คือ What You See Is What You Get (WYSIWYG) ตัวแก้ไขข้อความภาพที่วางวัตถุต่างๆ บนหน้าจอ (กระดาษ) ตามใจชอบ ไม่ว่าจะเป็นคำ รูปภาพ หรือสิ่งอื่น นี่นำพาเราไปสู่ Challenge No.1

Challenge No.1

การจัดรูปแบบเอกสารด้วยตาเป็นเรื่องยากและไม่แม่นยำ ฟอนต์ เติมระหว่างบรรทัด ระยะห่างบรรทัด และพารามิเตอร์ข้อความอื่นๆ ถูกตั้งค่าในพิกเซล แม้เราจะเห็นพิกเซลเดี่ยวได้ แต่ความสามารถในการประเมินขนาดและระยะทางของเราน่าผิดหวาด ลองแยกแยะขนาดฟอนต์ 11.5 จาก 12 ดูสิ นี่คุณไม่ต้องใช้คอมพิวเตอร์ก็ยืนยันได้ว่าตาของเราไม่ใช่ระบบวัดที่แม่นยำ ลองประมาณระยะห่างจมูกจากหน้าจอตอนนี้ คงประมาณ 40-60 ซม. ทายระยะห่าง 3 วัตถุรอบข้าง แล้ววัดด้วยเทป คุณจะพบว่าการมองเห็นของเราแม่นยำประมาณ 10-20% ของค่าจริง กับพิกเซลยิ่งยากกว่า เพราะพิกเซลเป็นหน่วยสัมพันธ์ ขึ้นกับความละเอียดหน้าจอ

นี่บอกเราว่าอะไร? บอกว่า ถ้าจัดรูปแบบจากลักษณะภายนอก มีโอกาสค่อนข้างมากที่จะมีข้อผิดพลาดโครงสร้างที่เราไม่สังเกต

Sub-challenge No.1-1

สมมติเอกสารมีคำว่า "dedoimedo" 20 ครั้ง ต้องการจัดรูปแบบต่างจากข้อความอื่น เพิ่มขนาดฟอนต์ 2 พิกเซล ตัวหนา ตัวเอียง ขีดเส้นใต้ และสีแดง สามารถทำได้หลายวิธี:

• วิธีผิด - เลือกแต่ละคำและใช้แอททริบิวต์แยกกัน ใช้เวลามาก น่าหงุดหงิด และน่าจะมีข้อผิดพลาดมาก
• วิธีครึ่งผิด - เขียนสคริปต์/แมโครให้ทำให้
• วิธีถูกต้อง - สร้าง Style แบบอิสระจากข้อความ และนำไปใช้กับวัตถุที่ต้องการในข้อความ เกี่ยวข้องกับ CSS เทียบ HTML ซึ่งไมไกลจาก LaTeX และแนวคิดการแยกเลย์เอาต์จากเนื้อหา

โปรแกรมประมวลผลคำส่วนใหญ่รองรับ Styling แบบใดแบบหนึ่ง แต่ฟังก์ชันนี้มักถูกละเลย เพราะคนเห็นปุ่มทางลัดสีสันบนแถบเครื่องมือ แต่ไม่มีความกระตือรือร้นขุดเมนูหาตัวเลือก Styling ที่ไม่直覺

การใช้ Styling แบบอิสระมีข้อได้หลายประการ:

• เร็วกว่ามาก
• สม่ำเสมอและมาตรฐานสำหรับทุกวัตถุที่นำไปใช้
• ปรับเปลี่ยนได้ง่ายด้วยการเปลี่ยนโครงสร้าง Styling เพียงครั้งเดียว ไม่ว่าจะเนื้อหาเอกสารอย่างไร

อีกสิ่งน่าสนใจ โปรแกรมประมวลผลคำมีข้อมูลมากกว่าข้อความธรรมดา ลองทดลองเล็กน้อย:

Challenge No.2

เปิดโปรแกรมประมวลผลคำโปรด อย่าเขียนอะไรในเนื้อหาแค่เซฟไว้เลย ตรวจสอบขนาดไฟล์ ในทดลองของผม ไฟล์ MS Word หนัก 23.5 KB OpenOffice หนัก 6.2 KB

ทำไมถึงเป็นอย่างนี้?

เอกสารว่างควรหนัก 0 ไบต์ใช่ไหม? ไม่เหมือนกัน โปรแกรมส่วนใหญ่ต่อข้อมูลโจรหลายอย่างเข้าไปในไฟล์ รวมถึงข้อมูลส่วนตัว เช่น ชื่อผู้เขียน ชื่อเรื่อง คีย์เวิร์ด และอะไรก็ไม่รู้ 23.5 KB = 23,500 ตัวอักษรที่ผู้ใช้ไม่มีอำนาจควบคุม เยอะมาก การใช้ Word Processor นำพาเราไปสู่ข้อสรุปน่าสนใจ:

• เราใช้เครื่องมือที่ไม่แม่นยำสร้างเอกสาร
• เราไม่มีอำนาจควบคุมโครงสร้างพื้นฐานใต้เอกสาร

แต่แก้ได้ คำตอบ: LaTeX

LaTeX คืออะไร?

LaTeX เป็นภาษา Markup สำหรับเอกสาร คล้าย HTML เป็นภาษา Markup LaTeX ใช้กว้างขวางในการเผยแพร่ เนื่องจากให้ความยืดหยุ่น ความเหมือนกัน และคุณภาพการเรียงพิมพ์สูง แม้จะดูเหมือน LaTeX อยู่ในโดเมนของผู้เชี่ยวชาญเท่านั้น แต่ไม่ใช่เช่นนั้น

ถ้าคุณรู้ HTML 一点点 คุณจะชอบ LaTeX ถ้ารู้ CSS 一點点 คุณจะชื่นชอบ LaTeX และถ้าคุณเป็น Geek นี่คือวิธีถูกต้องของการประมวลผลคำ ทั้งหมดดูโดน่าสนใจ - แต่ยังไม่ได้สาธิตพลังจริงของ LaTeX จึงมาถึง Exercise No.1

Exercise No.1

ลองเขียนสมการคณิตศาสตร์ สมการของเราคือ expression นี้ (หาได้ในคู่มือ LaTeX):

คนไม่กี่คนที่เคยเรียน Calculus หรือ Fourier Transforms หรือทั้งคู่ จะจำตัวเล็กน้อยนี้ได้ ไม่ว่า...

เป้าหมายคือดูว่าใช้เวลาเท่าไรเขียนสมการนี้ด้วย Microsoft Equation 3.0 ใน MS Office เทียบกับ LaTeX แบบ plain inline formatting สมมติผู้ใช้มีทักษะพอที่จะใช้ทั้งสองโปรแกรมได้ดี แน่นอน คนส่วนใหญ่จะคิดว่า Microsoft Equation 3.0 เรียบง่ายกว่าการเรียนภาษาใหม่อย่าง LaTeX และเขียนเอกสารด้วย Text Editor เช่น Notepad แต่เป็นเรื่องอื่น ผมทำได้อย่างไร?

LaTeX

ใน Text Editor ผมพิมพ์บรรทัดง่ายๆ แค่คลิกคีย์บอร์ด 104 ครั้ง ไม่ได้ใช้เมาส์เลย:

\begin{displaymath}
\lim_{n \to \infty}
\sum_{k=1}^n \frac{1}{k^2}
= \frac{\pi^2}{6}
\end{displaymath}

MS Equation

เปิด Equation Editor คลิกคีย์บอร์ด 15 ครั้ง - แต่ต้องคลิกเมาส์ 29 ครั้งเพื่อเลือกการจัดรูปแบบที่ต้องการ

เปรียบเทียบ LaTeX vs Word Processor

ผลลัพธ์เวลา (วินาที):

นี่สาธิตพลังของ LaTeX อย่างชัดเจน ลองจินตนาการเอกสารมี 37 สมการ ยาวและซับซ้อนกว่าตัวอย่าง ลองคิดเวลาที่จะประหยัด ความหงุดหงิดที่จะหลีกเลี่ยงได้

คำนวณง่ายๆ จากการสังเกต/วัดของผม: เอกสารวิทยาศาสตร์ที่ดีจะมีสมการประมาณ 50 สมการ พร้อมอ้างอิงและ bibliography การเขียนเอกสารที่ตรงสถิตินี้ ทั้งแบบดั้งเดิมและแบบ geek ผมรู้สึกว่า LaTeX ประหยัดเวลาประมาณ 10-16 นาทีต่อหน้า สำหรับ 5 หน้า ประมาณ 1 ชั่วโมง สำหรับ 20 หน้า ประมาณ 4 ชั่วโมง

เมื่อคุณเขียน 1,000 หน้าด้วย LaTeX คุณจะตระหนักว่าประหยัดเวลาประมาณ 170 ชั่วโมง - หนึ่งเดือนทำงานเต็มเวลา - เพียงแค่ใช้ Text Editor แทนชุดออฟฟิศที่เงาเรืองเพื่อเขียนเอกสาร

เชื่อแล้วไหม?

แต่งไม่ใช่ทุกคนเขียนบทความวิทยาศาสตร์หรือสนใจสมการ LaTeX ยังมีประโยชน์มาก แทนที่จะเลื่อนเมาส์หาไอคอนบนแถบเครื่องมือซ้ำๆ ทำผิดพลาดแบบคลาสสิก คุณแค่ลืมเรื่องลักษณะเอกสาร และโฟกัสที่เนื้อหา ไม่ว่าจะใช้ Word Processor หรือ Text Editor Styling ควรใช้หลังเขียนเสร็จ ไม่ใช่ระหว่างทาง

ข้อดีอีกอย่างของ LaTeX คือ หลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติข้อความที่ไม่คาดคิดขณะสร้างเอกสาร สถานการณ์ต่อไปน่าจะคุ้นเคย: เขียนย่อหน้ากับ Word กด Enter เริ่มย่อหน้าใหม่ ทันทีคุณสมบัติข้อความเปลี่ยน - ฟอนต์ต่างกัน ขนาดต่างกัน อาจเกิดจาก bugs (เรียกว่า features) ที่ไม่พึงประสงค์ในซอฟต์แวร์เกี่ยวข้อง การคำนวณสุ่ม tree paths ทำให้สืบทอดคุณสมบัติของ parent object ... แก้กลับได้ง่าย แต่ขรึมและหลีกเลี่ยงได้ด้วย LaTeX

ข้อเสียของ LaTeX?

เป็นธรรมที่จะแนะนำดاركไซด์ ข้อเสียที่เรียกว่านั้น เหนื่อยน้อยเทียบกับ Challenge จาก Word Processor อื่นๆ - และกำจัดได้ง่าย - แต่มือใหม่ควรจดจำไว้

หนึ่ง อาจอ้างว่า ต่างจาก Word, LaTeX เป็นภาษา - หรือแม่นยำกว่าคือภาษาโปรแกรมมิ่ง - ทำไมต้องเรียนภาษาเต็มภาษาที่มีกฎ คำสงวน และอื่นๆ แค่เพื่อเขียน TEXT?

คุณเรียนแค่ครั้งเดียว - และหลังเรียนจบ คุณได้ข้อดีทั้งหมดของ LaTeX เหนือ Word Processor แบบดั้งเดิม สอง LaTeX มี Learning Curve เร็วมาก เนื่องจากความหมายเบื้องหลังคำสงวนที่สร้างภาษา

ตัวอย่างง่ายๆ

\sum คือคำสงวนสำหรับสัญลักษณ์ซิกม้า (ผลรวม)

\rightarrow คือคำสงวนสำหรับลูกศรขวา

ตรรกะของภาษาตรงกับแนวคิดการแก้ไขข้อความ ไม่มีอะไรเป็นธรรมชาติกว่าการบล็อกพื้นที่ลำดับด้วย \begin{enumerate} บนสุด และ \end{enumerate} ล่าง - และอ้างอิงแต่ละย่อหน้าเป็น \item

ความพยายามอ่อนแอสุดท้าย อาจอ้างว่าการใช้ภาษาแบบโปรแกรมมิ่งสร้างข้อความอาจนำไปสู่ User Errors ที่หงุดหงิดและใช้เวลา อาจเป็นจริง - ใช้ LaTeX อาจมี Errors ที่ต้องแก้เพื่อ Compile สำเร็จ แต่หลังประสบการณ์สั้นๆ User Errors เกือบหายไป

เคล็ดลับลด Errors ต่ำสุด แม้ตอนเริ่มต้น LaTeX:

• ปิด Object ที่เปิดทันที - Error พบบ่อยคือไม่ปิดบล็อกที่เปิดอยู่
• ใช้ Text Editor ที่มี Syntax Highlighting สำหรับคำสงวนของภาษา ถ้าพิมพ์คำสงวนผิด จะไม่มีสี และมีโอกาสค้นพบ Error ทันที ตัวอย่าง Text Editor เหล่านี้มีในบทความภายหลัง

การทำงานกับ LaTeX อาจดูน่ากลัว เป็นดินแดนไม่รู้จักสำหรับคนส่วนใหญ่ แต่ไม่ต้องกลัว นี่คือขั้นตอนง่ายๆ ที่จะเปลี่ยนมุมมองของคุณต่อเอกสารตลอดกาล

1. คุยกับ LaTeX ให้คุ้นเคย

ไปที่เว็บไซต์โครงการทางการและอ่านเกี่ยวกับ LaTeX ตรงๆ บอกเลย อาจ overwhelmed ด้วยข้อมูลที่ช่วยเหลือเยอะ แต่ไม่ต้องปวดหัว ถ้ารัน Linux ดิสโทรส่วนใหญ่มาพร้อม TeX System ถ้า Windows มีหลายตัวเลือก

สำหรับผู้ใช้ Windows

ต้องการอะไร? อยากได้อะไร? ถ้าสบายกับ Command Line อาจอยากลอง proTeXt เต็มรูปแบบ ถ้าเป็นคน GUI อาจอยากใช้ TeX editing platforms ที่สวยงามอย่าง TeXmacs แม้ TeXmacs จะเป็น WYSIWYG Editor แต่ใช้เปิดไฟล์ข้อความและส่งออกเป็นรูปแบบต่างๆ (.pdf หรือ .ps) ได้ หรือใช้ GUI อันทรงพลังเพื่อคุ้นเคยกับ LaTeX

นี่คือสกรีนชอต Windows version ของ Editor ชื่อ WinTeXmacs

เหมือนซอฟต์แวร์โอเพนซอร์สส่วนใหญ่ มีให้ Windows, Linux, OSX, BSD และแพลตฟอร์มอื่นๆ

2. อ่านเอกสารประกอบ

ความช่วยเหลือเพียงอย่างเดียวที่คุณต้องการเพื่อเริ่ม LaTeX อย่างจริงจัง คืออ่านคู่มือที่ลิงก์ด้านล่าง เอกสารนี้มีทุกอย่างที่คุณต้องการรู้

The (Not So) Short Introduction to LaTeX2e (ลิงก์ตรงไปยังไฟล์ .pdf)

3. ทำงานกับ LaTeX

มีหลายวิธีสร้างเอกสาร LaTeX เขียนใน Text Editor ง่ายๆ เช่น Notepad แล้วเปิดไฟล์ .txt ด้วย TeXmacs หรือ WinTeXmacs ใน Windows แล้วแก้ไขและส่งออกเป็นรูปแบบที่ต้องการ เปลี่ยน extension .txt เป็น .dvi แล้วแก้ไขและส่งออก หรือเซฟเป็น .tex แล้วแปลงเป็น .dvi แล้วทำตามขั้นตอนเดิม สุดท้ายคุณจะตัดสินใจว่าวิธีไหนเหมาะสม ผมพบวิธีต่อไปนี้ทำงานดี:

Linux

• ใช้ Text Editor ใดๆ เขียนเอกสาร
• เซฟไฟล์เป็น .tex
• รัน LaTeX บนไฟล์ input (latex file.tex) > ได้ไฟล์ .dvi (device-independent TeX output)
• ส่งออกเป็น PostScript (dvips -Pcmz file.dvi -o file.ps) หรือ PDF (dvipdf file.dvi)

Windows

• ใช้ Text Editor ใดๆ เขียนเอกสาร
• เซฟไฟล์เป็น .txt
• เปลี่ยน extension เป็น .tex หรือ .dvi
• เปิดไฟล์ด้วย WinTeXmacs
• ส่งออกเป็นรูปแบบที่ต้องการ (ส่วนใหญ่เป็น PostScript)

4. เพิ่มเติม

เพื่อทำเอกสารสวยงาม ต้องมีซอฟต์แวร์ PDF หรือ PS ติดตั้ง Linux users ส่วนใหญ่ไม่ต้องกังวล เพราะซอฟต์แวร์ที่ต้องการควรอยู่ในดิสโทร แต่ Windows users อาจต้องการ:

Foxit - PDF viewer และ printer ที่เบา

Ghostscript - ตัวแปลภาษา PostScript

GSview - GUI สำหรับ Ghostscript

proTeXt มาพร้อม Ghostscript และ GSview แม้ไม่ใช่ LaTeX โดยตรง แต่แนะนำให้อ่านและเข้าใจ Emacs หรือ XEmacs ตัวแก้ไขข้อความอันทรงพลัง ที่จะทำประสบการณ์ pure-text เร็วขึ้น มีประสิทธิภาพ และมืออาชีพขึ้น Notepad ง่ายๆ ทำได้ แต่ไม่มีเหตุผลที่จะไม่ใช้ Bleeding Edge ของซอฟต์แวร์แก้ไขข้อความ

อ่านเพิ่มเติมที่ Wikipedia: LaTeX, Emacs และ XEmacs

พอสำหรับตอนนี้

สรุป

ผมไม่พยายามสอน LaTeX สำหรับนั้น ควรใช้คู่มือยอดเยี่ยมที่ลิงก์ไว้ 54 บรรทัดข้างบน บทความนี้เพื่อกระตุ้นความอยากรู้จักโลกมหัศจรรย์ของความเรียบง่ายและประสิทธิภาพในการเขียนเอกสาร ในโลกที่ถูกรังสรรค์โดยความเยอะเกินของชุด "Office" ใหญ่ ไร้ประโยชน์

ขอให้สนุกกับการทำงาน!