Android で PowerPoint プレゼンテーションに数式を追加する

概要

PowerPoint では、数式や式を書いてプレゼンテーションに表示することが可能です。そのために、PowerPoint ではさまざまな数学記号が表現でき、テキストや数式に追加できます。これには、PowerPoint の数式コンストラクタを使用し、次のような複雑な式を作成します。

数学分数
数学根号
数学関数
極限および対数関数
N 進演算子
行列
大きな演算子
sin、cos 関数

PowerPoint で数式を追加するには、Insert → Equation メニューを使用します。

$todo:image_alt_text$

これにより、XML 形式の数式テキストが作成され、PowerPoint で次のように表示されます。

$todo:image_alt_text$

PowerPoint は多数の数学記号をサポートしていますが、複雑な数式を作成すると見栄えが必ずしも良くなりません。頻繁に数式プレゼンテーションを作成するユーザーは、見栄えの良い数式を作るためにサードパーティ製品を利用することがあります。

Aspose.Slide API を使用すれば、C# で PowerPoint の数式をプログラムから操作できます。新しい数式を作成したり、既存の数式を編集したりできます。また、数式構造を画像としてエクスポートする機能も部分的にサポートされています。

数式の作成方法

数式要素は任意の入れ子構造を持つ数式構築に使用されます。線形に並んだ数式要素の集合は、MathBlock クラスで表される数式ブロックとなります。MathBlock は、分離された数式、式、または方程式を表します。MathPortion は数式テキストを保持する要素で、Portion とは区別してください。MathParagraph は複数の MathBlock を操作できます。これらのクラスが、Aspose.Slides API を介した PowerPoint 数式操作の鍵となります。

以下の数式を Aspose.Slides API で作成する例を見てみましょう。

$todo:image_alt_text$

スライドに数式を追加するには、まず数式テキストを保持するシェイプを追加します。

Presentation pres = new Presentation();
try {
    IAutoShape mathShape = pres.getSlides().get_Item(0).getShapes().addMathShape(0, 0, 720, 150);
} finally {
    if (pres != null) pres.dispose();
}

作成直後、このシェイプには既にデフォルトで 1 つの段落があり、数学的な Portion が含まれています。MathPortion は数式テキストを保持する要素です。MathPortion 内の数式コンテンツにアクセスするには、MathParagraph 変数を参照します。

IMathParagraph mathParagraph = ((MathPortion)mathShape.getTextFrame().getParagraphs().get_Item(0).getPortions().get_Item(0)).getMathParagraph();

MathParagraph クラスを使って、数式要素の組み合わせからなる MathBlock (MathBlock) を読み取り、追加、編集、削除できます。たとえば、分数を作成してプレゼンテーションに配置する例です。

IMathFraction fraction = new MathematicalText("x").divide("y");

mathParagraph.add(new MathBlock(fraction));

各数学要素は IMathElement インターフェイスを実装するクラスで表されます。このインターフェイスには、数式を簡単に作成するための多くのメソッドが用意されています。たった 1 行のコードでかなり複雑な数式を作ることができます。たとえば、ピタゴラスの定理は次のように記述できます。

IMathBlock mathBlock = new MathematicalText("c")
        .setSuperscript("2")
        .join("=")
        .join(new MathematicalText("a").setSuperscript("2"))
        .join("+")
        .join(new MathematicalText("b").setSuperscript("2"));

IMathElement の操作は、MathBlock を含むすべての要素で実装されています。

完全なサンプルコードは以下の通りです。

Presentation pres = new Presentation();
try {
    IAutoShape mathShape = pres.getSlides().get_Item(0).getShapes().addMathShape(0, 0, 720, 150);

    IMathParagraph mathParagraph = ((MathPortion)mathShape.getTextFrame().getParagraphs().get_Item(0).getPortions().get_Item(0)).getMathParagraph();
    
    IMathFraction fraction = new MathematicalText("x").divide("y");

    mathParagraph.add(new MathBlock(fraction));

    IMathBlock mathBlock = new MathematicalText("c")
            .setSuperscript("2")
            .join("=")
            .join(new MathematicalText("a").setSuperscript("2"))
            .join("+")
            .join(new MathematicalText("b").setSuperscript("2"));
    mathParagraph.add(mathBlock);

    pres.save("math.pptx", SaveFormat.Pptx);
} finally {
    if (pres != null) pres.dispose();
}

数学要素の種類

数式は数学要素のシーケンスから構成されます。要素のシーケンスは数式ブロックで表され、要素の引数はツリー状の入れ子構造になります。

多数の数学要素タイプがあり、これらは他の要素に含める（集約する）ことができます。つまり、要素は他の要素のコンテナとなり、ツリー構造を形成します。最も単純な要素は、他の要素を含まない数学テキストです。

各要素は IMathElement インターフェイスを実装しており、共通の数学操作セットを利用できます。

MathematicalText クラス

MathematicalText クラスは、すべての数式構築の基礎となる数学テキストを表します。オペランド、演算子、変数、その他の直線テキストを表現できます。

例: 𝑎=𝑏+𝑐

MathFraction クラス

MathFraction クラスは、分子と分母からなる分数オブジェクトを表します。分数バーは水平または斜めに設定可能です。また、分数バーなしで要素を上下に配置するスタック関数としても使用できます。

例:

$todo:image_alt_text$

MathRadical クラス

MathRadical クラスは、基底と任意の次数からなる根号関数を表します。

例:

$todo:image_alt_text$

MathFunction クラス

MathFunction クラスは、引数を持つ関数を表します。プロパティは getName（関数名）と getBase（関数の引数）です。

例:

$todo:image_alt_text$

MathNaryOperator クラス

MathNaryOperator クラスは、総和や積分など N 進演算子を表します。演算子、基底（またはオペランド）、任意の上限・下限から構成されます。加算や減算といった単純演算子は含まれません。単純演算子は MathematicalText で表します。

例:

$todo:image_alt_text$

MathLimit クラス

MathLimit クラスは、上限または下限を作成します。ベースライン上のテキストと、その直上または直下に小さく表示されるテキストで構成されます。 “lim” という文字は含まれませんが、式の上部または下部にテキストを配置できます。たとえば次の式は、MathFunction と MathLimit を組み合わせて作成します。

MathLimit funcName = new MathLimit(new MathematicalText("lim"), new MathematicalText("𝑥→∞"));

MathFunction mathFunc = new MathFunction(funcName, new MathematicalText("𝑥"));

MathSubscriptElement, MathSuperscriptElement, MathRightSubSuperscriptElement, MathLeftSubSuperscriptElement クラス

これらのクラスは下付きまたは上付きインデックスを指定します。左側または右側に同時に下付き・上付きインデックスを設定可能ですが、右側単体の下付き・上付きインデックスのみサポートします。MathSubscriptElement は数値の次数を設定することもできます。

例:

$todo:image_alt_text$

MathMatrix クラス

MathMatrix クラスは、子要素を行と列で配置した行列オブジェクトを表します。行列にはデフォルトの区切り記号がなく、括弧で囲む場合は IMathDelimiter を使用します。null 引数を渡すと行列に空白を作れます。

例:

$todo:image_alt_text$

MathArray クラス

MathArray クラスは、縦方向に並んだ式や任意の数学オブジェクトの配列を表します。

例:

$todo:image_alt_text$

数学要素の書式設定

MathBorderBox クラス: IMathElement の周囲に矩形やその他の枠線を描画します。
例: $todo:image_alt_text$
MathBox クラス: 数学要素の論理的なボックス化を指定します。たとえば、演算子をボックス化して改行を防止したり、ラインブレークを許可しないグループ化に使用します。
MathDelimiter クラス: 開閉文字（丸括弧、波括弧、角括弧、縦棒など）と、その内部に含まれる 1 つ以上の数学要素で構成されます。例: (𝑥²); [𝑥²|𝑦²]。
例: $todo:image_alt_text$
MathAccent クラス: 基底と結合アクセント記号からなるアクセント関数を指定します。
例: 𝑎́。
MathBar クラス: 基底引数と上バーまたは下バーからなるバー関数を指定します。
例: $todo:image_alt_text$
MathGroupingCharacter クラス: 式の上または下に配置するグルーピング記号で、要素間の関係を強調します。
例: $todo:image_alt_text$

数学演算

各数学要素および数式（MathBlock を通じて）は IMathElement インターフェイスを実装しています。既存の構造に対して操作を行い、より複雑な数式を作成できます。すべての操作は、[IMathElement] または文字列を引数に取ります。文字列を使用した場合、内部で自動的に MathematicalText インスタンスが生成されます。利用可能な数式操作は以下の通りです。

Join メソッド

数学要素を結合して MathBlock を作成します。例:

IMathElement element1 = new MathematicalText("x");

IMathElement element2 = new MathematicalText("y");

IMathBlock block = element1.join(element2);

Divide メソッド

指定した分子と分母で特定タイプの分数を作成します。例:

IMathElement numerator = new MathematicalText("x");

IMathFraction fraction = numerator.divide("y", MathFractionTypes.Linear);

Enclose メソッド

要素を指定した文字（例: 丸括弧）で囲みます。

/**
 * <p>
 * Enclose a math element in parenthesis
 * </p>
 */
public IMathDelimiter enclose();

/**
 * <p>
 * Encloses this element in specified characters such as parenthesis or another characters as framing
 * </p>
 */
public IMathDelimiter enclose(char beginningCharacter, char endingCharacter);

例:

IMathDelimiter delimiter = new MathematicalText("x").enclose('[', ']');

IMathDelimiter delimiter2 = new MathematicalText("elem1").join("elem2").enclose();

Function メソッド

現在のオブジェクトを関数名として、引数を受け取る関数を作成します。

/**
 * <p>
 * Takes a function of an argument using this instance as the function name
 * </p>
 */
public IMathFunction function(IMathElement functionArgument);

/**
 * <p>
 * Takes a function of an argument using this instance as the function name
 * </p>
 */
public IMathFunction function(String functionArgument);

例:

IMathFunction func = new MathematicalText("sin").function("x");

AsArgumentOfFunction メソッド

現在のインスタンスを引数として関数を作成します。使用例:

文字列で関数名を指定（例: “cos”）
列挙型 MathFunctionsOfOneArgument や MathFunctionsOfTwoArguments の定数を使用
IMathElement のインスタンスを使用

例:

MathLimit funcName = new MathLimit(new MathematicalText("lim"), new MathematicalText("𝑛→∞"));

IMathFunction func1 = new MathematicalText("2x").asArgumentOfFunction(funcName);

IMathFunction func2 = new MathematicalText("x").asArgumentOfFunction("sin");

IMathFunction func3 = new MathematicalText("x").asArgumentOfFunction(MathFunctionsOfOneArgument.Sin);

IMathFunction func4 = new MathematicalText("x").asArgumentOfFunction(MathFunctionsOfTwoArguments.Log, "3");

SetSubscript、SetSuperscript、SetSubSuperscriptOnTheRight、SetSubSuperscriptOnTheLeft メソッド

下付き・上付きインデックスを設定します。左側または右側に同時に設定可能ですが、右側単体の下付き・上付きのみサポートします。Superscript は数値の次数設定にも利用できます。

例:

IMathLeftSubSuperscriptElement script = new MathematicalText("y").setSubSuperscriptOnTheLeft("2x", "3z");

Radical メソッド

指定した次数の根号を作成します。

例:

IMathRadical radical = new MathematicalText("x").radical("3");

SetUpperLimit と SetLowerLimit メソッド

上限または下限を設定します。上部・下部は基底に対する相対位置を示します。

例として次の式を考えます:

$todo:image_alt_text$

この式は MathFunction と MathLimit の組み合わせで作成できます。

IMathFunction mathExpression = new MathematicalText("lim").setLowerLimit("x→∞").function("x");

Nary と Integral メソッド

nary と integral の両メソッドは、IMathNaryOperator 型の N 進演算子を生成して返します。nary メソッドでは、MathNaryOperatorTypes 列挙体で総和・和集合などのタイプを指定します（積分は除く）。integral メソッドは積分に特化し、MathIntegralTypes 列挙体で積分タイプを指定します。

例:

IMathBlock baseArg = new MathematicalText("x").join(new MathematicalText("dx").toBox());

IMathNaryOperator integral = baseArg.integral(MathIntegralTypes.Simple, "0", "1");

ToMathArray メソッド

toMathArray は要素を縦配列に変換します。MathBlock インスタンスに対して呼び出すと、すべての子要素が配列に配置されます。

例:

IMathArray arrayFunction = new MathematicalText("x").join("y").toMathArray();

書式設定操作: Accent、Overbar、Underbar、Group、ToBorderBox、ToBox

accent メソッドは、要素の上にアクセント記号（文字）を付加します。
overbar と underbar は、要素の上部または下部にバーを付加します。
group メソッドは、下部の波括弧などのグルーピング文字で要素をまとめます。
toBorderBox メソッドは、要素を枠付きボックスに変換します。
toBox メソッドは、視覚的でない論理ボックスに変換します。

例:

IMathAccent accent = new MathematicalText("x").accent('\u0303');

IMathBar bar = new MathematicalText("x").overbar();

IMathGroupingCharacter groupChr = new MathematicalText("x").join("y").join("z").group('\u23E1', MathTopBotPositions.Bottom, MathTopBotPositions.Top);

IMathBorderBox borderBox = new MathematicalText("x+y+z").toBorderBox();

IMathBox boxedOperator = new MathematicalText(":=").toBox();

よくある質問

PowerPoint のスライドに数式を追加するにはどうすればよいですか？

数式シェイプオブジェクトを作成すると、デフォルトで数学的な Portion が含まれます。次に、MathParagraph を MathPortion から取得し、MathBlock オブジェクトを追加します。

複雑な入れ子数式を作成できますか？

はい。Aspose.Slides は MathBlock を入れ子にすることで複雑な数式を構築できます。すべての数学要素は IMathElement インターフェイスを実装しており、Join、Divide、Enclose などの操作で要素を組み合わせられます。

既存の数式を更新または修正するには？

数式を更新するには、MathParagraph 経由で既存の MathBlock にアクセスします。その後、Join、Divide、Enclose などのメソッドを使用して個々の要素を変更します。編集後にプレゼンテーションを保存すれば変更が反映されます。

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