Prezentační prostředky v matematice

Transkript

1 Seminární práce z předmětu: Grafika na počítači Pedagogická fakulta Univerzity Karlovy v Praze v Praze 2012

2 Obsah seminární práce 1 Cíle seminární práce 2 Microsoft Office PowerPoint 2000, 2007 OpenOffice Impress 3 Typografický systém L A TEX Matematické vzorce Sazba definic, vět a důkazů 4

3 Cíle seminární práce Hlavním cílem této seminární práce bylo: Popsat nejdostupnější programy pro tvorbu prezentací s důrazem na jejich aplikaci v matematice a v příbuzných oborech využívající sazbu matematických výrazů, definic, vět a důkazů. Seznámit se s možnostmi typografického systému L A TEX v oblasti prezentace matematiky a grafiky. Popsat práci se systémem L A TEX v jednoduché a přehledné formě běžnému uživateli. (takřka nemožný úkol)

4 Microsoft Office PowerPoint 2000, 2007 OpenOffice Impress Testované programy PowerPoint 2000, 2007 Open Office Impress L A TEX beamer (balík maker) Rozdělení z hlediska operačního systému Microsoft Windows PowerPoint (Nutno dokoupit zvlášť) Open Office Impress (Volně stažitelný, tzv. freeware) LATEXbeamer (distribuce TEXu MikTEX nebo TEXlive ho obsahují) Linux Open Office Impress (Součást operačního systému) LATEX beamer (Součást operačního systému) Mac OS X Open Office Impress (Volně stažitelný) LATEX beamer (distribuce MacTEX ho obsahuje) Keynote (Nutno dokoupit přes AppStore, netestováno)

8 Microsoft Office PowerPoint 2000, 2007 OpenOffice Impress Microsoft Office PowerPoint 2000, 2007 Výhody Intuitivní ovládání (WYSIWYG editor). Rozšířenost (PowerPoint je synonymem slova prezentace). Rozsáhlá knihovna šablon a animačních stylů (hlavně verze 2007). Nevýhody Velikost souborů (typicky několik MB). Tvorba zabere mnoho času ruční sazba. invariance na systémové změny. Nutnost koupě. Sazba je zajištěna Editorem rovnic. Neexistují matematická prostředí (interakce matematiky a textu). Vzorce jsou ostré, nepoměry symbolů. Grafika Jednoduché vkládání obrázků a grafů, tvorba jednoduché grafiky. Propojení s Office.

12 Microsoft Office PowerPoint 2000, 2007 OpenOffice Impress Obrázek: PowerPoint 2007, tvorba prezentace

13 Microsoft Office PowerPoint 2000, 2007 OpenOffice Impress Obrázek: PowerPoint 2007 jako grafický editor při tvorbě posteru.

14 Microsoft Office PowerPoint 2000, 2007 OpenOffice Impress OpenOffice Impress Výhody Volně stažitelný. Lze s ním v omezené míře nahradit PowerPoint (bez použití matematiky). Nevýhody Prakticky žádné grafické styly. Tvorba zabere mnoho času ruční sazba. Sazba vzorců je na rozhraní wysiwyg editoru a kódu. Neexistují matematická prostředí (interakce matematiky a textu). Vzorce jsou ostré, nepoměry symbolů, neprofesionální. Grafika Jednoduché vkládání obrázků a grafů, tvorba jednoduché grafiky (vývojové diagramy).

18 Microsoft Office PowerPoint 2000, 2007 OpenOffice Impress Obrázek: OpenOffice Impress

19 Představení systému L A TEX Co je to TEX a L A TEX? TEX je typografický program vytvořený v 70. letech profesorem informatiky Donaldem E. Knuthem pro sazbu složitých matematických textů. Je to programovací jazyk pro sazbu textů. L A TEX je knihovna maker pro TEX, která rozšiřuje jeho jazyk a definuje konstrukce pro prvky obvyklé při sazbě dokumentů. Jak lze TEX získat? Potřebujeme tři základní programy: Editor zdrojového kódu (TeXnicCenter, TeXmaker, notepad,...) Kompilátor (překladač) (TeXlive, MikTeX) Prohlížeč přeloženého souboru (Adobe Reader) Instalace je často náročná na čas i na psychiku. Neustále hlídat správný chod každého ze tří programů.

20 Představení systému L A TEX Co je to TEX a L A TEX? TEX je typografický program vytvořený v 70. letech profesorem informatiky Donaldem E. Knuthem pro sazbu složitých matematických textů. Je to programovací jazyk pro sazbu textů. L A TEX je knihovna maker pro TEX, která rozšiřuje jeho jazyk a definuje konstrukce pro prvky obvyklé při sazbě dokumentů. Jak lze TEX získat? Potřebujeme tři základní programy: Editor zdrojového kódu (TeXnicCenter, TeXmaker, notepad,...) Kompilátor (překladač) (TeXlive, MikTeX) Prohlížeč přeloženého souboru (Adobe Reader) Instalace je často náročná na čas i na psychiku. Neustále hlídat správný chod každého ze tří programů.

21 TEX pro tvorbu efektních prezentací Systém obsahuje balík maker s názvem beamer. V rámci balíku je nespočet grafických stylů založených na kombinacích: Hlavního stylu (Základní šablona) Barevného stylu Písma (Paleta různých fontů) Lze vytvářet vlastní grafické šablony (pro pokročilé uživatele). Výběrem grafického stylu je systému řečeno vše pro následnou sazbu. Uživatel se již nemusí grafickou stránkou prezentace zabývat. Jak to v praxi funguje? 1 Vytvoříme zdrojový kód v nějakém editoru. Soubor má koncovku *.tex. 2 Přeložíme soubor překladačem. Výsledkem bude formát *.pdf, *.div, nebo *.ps. 3 Výsledek zobrazíme v prohlížeči příslušných typů souborů.

22 TEX pro tvorbu efektních prezentací Systém obsahuje balík maker s názvem beamer. V rámci balíku je nespočet grafických stylů založených na kombinacích: Hlavního stylu (Základní šablona) Barevného stylu Písma (Paleta různých fontů) Lze vytvářet vlastní grafické šablony (pro pokročilé uživatele). Výběrem grafického stylu je systému řečeno vše pro následnou sazbu. Uživatel se již nemusí grafickou stránkou prezentace zabývat. Jak to v praxi funguje? 1 Vytvoříme zdrojový kód v nějakém editoru. Soubor má koncovku *.tex. 2 Přeložíme soubor překladačem. Výsledkem bude formát *.pdf, *.div, nebo *.ps. 3 Výsledek zobrazíme v prohlížeči příslušných typů souborů.

23 Výhody Zcela zdarma. Profesionální výsledek. Časová nenáročnost na tvorbu. (Uživatel se nemusí starat o formátování, systém ho proveda za něj.) Není wysiwyg (možná, že i nevýhoda,...lyx) Invariance zobrazení na různých počítačích. (Díky pdf výstupu) Datová nenáročnost (velikosti v kb). Nevýhody Lehce nenaučitelný (Naučení syntaxe kódu trvé měsíce i roky). Ze začátku časově náročný. V laické veřejnosti nerozšířený. Absence kvalitních manuálů v češtině. Vytvořeno především pro sazbu matematiky. Grafika Podporované formáty pdf,eps,jpg Vlastní vektorová grafika METAPOST.

27 Obrázek: TeXnicCenter, editor zdrojového kódu pro TEX

28 a jeho syntaxe \documentclass{beamer} \usepackage{czech, hyperref, amsmath} \usetheme{warsaw} \author{} \title{název prezentace} \begin{document} \frame{\titlepage} \begin{frame}{název snímku 1}... \end{frame} \begin{frame}{název snímku 2}... \end{frame} \end{document}

29 Číslované a nečíslované seznamy Jedná se o nejčastější design prezentací. Nečíslované seznamy Přeložením kódu: \begin{itemize} \item Položka nečíslovaného seznamu 1 \item Položka nečíslovaného seznamu 2 \end{itemize} vznikne: Položka nečíslovaného seznamu 1 Položka nečíslovaného seznamu 2 Číslované seznamy Přeložením kódu: \begin{enumerate} \item Položka číslovaného seznamu 1 \item Položka číslovaného seznamu 2 \end{enumerate} vznikne: 1 Položka číslovaného seznamu 1 2 Položka číslovaného seznamu 2

30 Číslované a nečíslované seznamy Jedná se o nejčastější design prezentací. Nečíslované seznamy Přeložením kódu: \begin{itemize} \item Položka nečíslovaného seznamu 1 \item Položka nečíslovaného seznamu 2 \end{itemize} vznikne: Položka nečíslovaného seznamu 1 Položka nečíslovaného seznamu 2 Číslované seznamy Přeložením kódu: \begin{enumerate} \item Položka číslovaného seznamu 1 \item Položka číslovaného seznamu 2 \end{enumerate} vznikne: 1 Položka číslovaného seznamu 1 2 Položka číslovaného seznamu 2

31 Matematické vzorce Vzorce se píší pomocí kódu uzavřeného do $$. Přeložením tohoto kódu $$\Gamma\left(z\right)=\int_{0}^{\infty}t^{z-1}e^{-t}\, \mathrm{d}t$$ vznikne: Γ (z) = 0 t z 1 e t dt Lze rovněž použít i prostředí equation, které vzorec očísluje a můžeme se na něj v dalším textu odkazovat. \begin{equation} \Gamma\left(z\right)=\int_{0}^{\infty}t^{z-1}e^{-t}\, \mathrm{d}t \end{equation} Vytvoří: Γ (z) = 0 t z 1 e t dt (1)

32 Sazba definic, vět a důkazů Používáme balík amsthm. Sazbu definice provedeme například takto: \theoremstyle{definition} \newtheorem{definice}{definice} \begin{definice}[součin matic] Nechť $A\in M_{mn}(T)$, $B\in M_{np}(T)$. Součinem matic $AB$ nazveme matici $C\in M_{mp}(T)$ definovanou $$c_{ij}=\sum_{k=1}^{n}a_{ik}b_{kj},$$ kde $i\in\left\{1,\ldots,\,m\right\}$ a~$j\in\left\{1,\ldots,\,p\right\}$. \end{definice} V případě sazby věty použijeme: \theoremstyle{theorem} \newtheorem{veta}{věta} \begin{veta}[...nazev...]... Text věty je kurzívou... \end{veta}

33 Výsledkem předešlého kódu je: Definice (Součin matic) Nechť A M mn (T ), B M np (T ). Součinem matic AB nazveme matici C M mp (T ) definovanou c ij = n a ik b kj, k=1 kde i {1,..., m} a j {1,..., p}. Věta (...nazev...)... Text věty je kurzívou...

34 Cíle seminární práce Externí obrázky vkládáme použitím příkazu: \includegraphics[scale=0.4]{big-picture.png}

35 Tvorba vektorové grafiky Grafiku lze vytvářet v mnoha prostředí, např. tikz. Obrázek kreslíme psaním kódu s jasně danou syntaxí. Přeložením zdrojového kódu \begin{figure} \begin{tikzpicture}[scale=1] \draw[thin][->] (-0.5,0) -- (4,0) node[right]{$x$}; \draw[thin][->] (0,-0.5) -- (0,4) node[above]{$y$}; \node[below left](0,0){$o$}; \draw[dashed] (2.5,0) coordinate (xa) node[below]{$x_a$}--(2.5,3) coordinate (a)node [above right]{$a\,(x_a,\,y_a)$}--(0,3) coordinate (ya) node[above left]{$y_a$}; \fill (a) circle (2pt); \end{tikzpicture} \caption{kartézské souřadnice bodu $A$} \end{figure} vznikne grafika na dalším snímku.

36 Vlastní vektorová grafika y Y A A [X A, Y A ] O X A x Obrázek: Kartézské souřadnice bodu A

37 Animační prostředky Animace v rámci jednoho snímku Je-li struktura prezentace vytvořena pomocí číslovaných a nečíslovaných seznamů, používá se s oblibou příkazu \pause vloženého před položku, která má být po kliknutí zobrazena. Ve spojení s efektem transparence \setbeamercovered{transparent}(příkaz vložen do preambule) tvoří \pause efektní animační prostředek. Animace přechodu mezi snímky Existuje několi přechodů mezi snímky. Uživatel jej vidí pouze v režimu fullscreen v Adobe Readeru Na dalším snímku použijeme přechod kostičky určený příkazem \transglitter[duration=1.5]<all: 0 beamer:1>

40 Pro tvorbu kvalitních prezentací matmatického nebo technického směru spatřuji typografický systém L A TEX beamer jako nejlepší možný. Nespornou výhodou je strukturovanost práce, profesionální výsledek, nízká náročnost na systémové požadavky a v neposlední řádě svobodná licence. Nevýhody prezentačního sytému mohou být v náročnosti vytváření složitých animačních stylů. Samotné používání animací lze provádět na nižší úrovni co do kvality výsledku ve srovnání s komerčními wysiwyg editory.

41 Děkuji za pozornost.