我如何用TeX“復活”兩千多年前的《幾何原本》

  2300多年前,被稱爲“幾何之父”的古希臘數學家歐幾里得,結合了前人思想,加上自己在幾何方面的研究,最終創造出不朽之作《幾何原本》。

  這本佳作前後總共包含了400多年的數學發展歷史,它不僅保存了許多古希臘早期的幾何學理論,而且通過歐幾里得開創性的系統整理和完整闡述,使這些遠古的數學思想發揚光大。

  而隨着現代工具的發展,一位來自俄國的數學愛好者通過TeX重新編排了《幾何原本》,在這份被”復活“的作品中,你不僅能看到彩×××片,甚至可以看到有趣的動畫,讓這本古老的教科書瞬間靈動了起來。

  一起來看看這位俄國小哥創作的心路歷程。

  選擇合適的工具

  2016年,我偶然看到了Oliver Byrne的“《幾何原本》的前六卷”。這本書的主要特點是,它不是普通的字母名稱,如“三角形ABC”,它直接在文本中使用了微縮圖片來表述。即三角形的圖像。 儘管這在十九世紀可能很困難,但現在,製作這樣一本書,只要使用合適的工具也很容易實現。 所以,我決定自己來驗證我的結論。

  《幾何原本》前六卷:

  鄭州做×××多少錢:http://mobile.zztjyy.com/

  在Illustrator中繪製所有插圖並在InDesign中編寫整個內容 ,這種最簡單的操作被我迅速拋棄。在Illustrator中,幾何結構並不容易做到,並且更沒有簡便的方法將主圖像自動連接到微縮模型。

  至於InDesign,雖然它非常擅長處理這種視覺上的複雜佈局,但它過度擁擠的“鏈接”面板就把我嚇跑了。因此,我不假思索地選擇了我熟悉的工具MetaPost,這個工具使幾何處理變得相對容易,還有LaTeX,一個可以完成這項工作系統。由於在LaTeX中使用MetaPost libs會有一些問題,所以我用ConTeXt取代LaTeX,ConTeXt可與MetaPost享有和諧的兼容關係

  它是怎樣運作的

  《幾何原本》有13個部分,其中Byrne只有前六本。 每本書都主要是由“命題” 組成,包含定理和問題。 每個命題都會有一個圖表(通常是一個)和一些引用圖表的文本。

  對於幾何構造,我創建了一個ConTeXt宏來創建一個新的MetaPost實體。 在MetaPost中,有許多函數可以創建這些幾何體。 它們的使用看起來有點像這樣:

  對於命題文本,我在同一個MetaPost實體中創建了一系列繪製圖片的宏。 通常,執行任意MetaPost代碼即可,但在大多數情況下,他們會將對象名稱作爲參數。 像這樣:

  這就是以上所提到的部分協同工作的方式:

  一些有意思的特徵

  書中的圖片並沒有很複雜,但有些部分需要特別注意。

  如果線段的末端連接在一起,其連接點要怎麼顯示比較好呢。 目前僅支持兩條線段的連接,其他線段可以簡單地用下面這樣的連接方式表示。 雖然原書至少採用了兩種連接點,但在我看來,只要有一種就足夠了。

  三角形中的角會用圓形扇區顯示。 如果角的度數太小,具有相同半徑的扇區可能看起來很小,所以就需要把它放大。 目前,對於60度以上的角度,半徑保持不變,對於較小的度數,使用該公式:r / a / 60。


發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章