LaTeX eingebettete Grafiken | Aspose.TeX für Java

Eine alternative Möglichkeit, Bilder einzubinden

Einige TeX/LaTeX-Systeme ermöglichen die Einbindung von Bildern, die nicht extern relativ zur LaTeX-Datei selbst gespeichert sind; Stattdessen werden diese Bilder direkt in die LaTeX-Datei eingebettet. Da TeX/LaTeX-Dateien jedoch reiner Text sind und keine Binärdaten enthalten können, benötigen wir eine Methode, um Binärdaten in einem Textformat darzustellen. Das bedeutet, dass Binärdaten in eine Textdarstellung kodiert werden müssen. Die Herausforderung besteht darin, dass eine TeX-Engine diese codierten Bilder nicht direkt interpretieren kann. Am Ende werden Bilder mit dem bekannten Befehl \includegraphics aus dem Paket „graphicx“ eingebunden, dieser Befehl ist jedoch auf die Verarbeitung externer Bilddateien beschränkt. Daher muss weiterhin eine externe Bilddatei (zusammen mit einer zusätzlichen Zwischendatei) außerhalb der LaTeX-Datei erstellt werden, dies geschieht jedoch nur beim Schriftsatz. Der Vorteil besteht darin, dass Sie nur die LaTeX-Datei selbst verteilen müssen und nicht eine Reihe von Dateien.

Okay, nehmen wir an, wir haben irgendwie ein codiertes Bild in die LaTeX-Datei eingebettet. Wie entschlüsseln wir dieses Bild? Leider können wir es nicht direkt dekodieren, indem wir es aus der LaTeX-Datei lesen und in eine externe Bilddatei schreiben. Stattdessen muss die Textzeichenfolge, die das codierte Bild darstellt, zunächst in eine externe Textdatei geschrieben werden, die dann dekodiert werden kann, um die Bilddatei zu generieren.

An dieser Stelle können wir die folgenden Schritte skizzieren, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen:

Kodieren Sie das Bild.
Fügen Sie die Textzeichenfolge, die die Bilddaten darstellt, in die LaTeX-Datei ein.
Schreiben Sie die Textzeichenfolge, die die Bilddaten darstellt, in eine externe Datei.
Dekodieren Sie die in Schritt 3 erstellte externe Datei.
Fügen Sie das dekodierte Bild ein.

Die ersten beiden Schritte werden vom Autor der LaTeX-Datei durchgeführt. Die TeX-Engine übernimmt natürlich die restlichen Schritte, sofern sie ordnungsgemäß angewiesen wird.

Fahren wir mit Schritt 1 fort. Wie können wir unser Bild kodieren, um eine Zeichenfolge zu erhalten? Eine der Methoden hierfür (und wahrscheinlich die beliebteste) ist Base64.

Codierung von Binärdaten mit Base64

Base64 ist eine Gruppe von Binär-zu-Text-Codierungsschemata, die Binärdaten mithilfe eines Satzes von 64 eindeutigen Zeichen in eine Folge druckbarer Zeichen umwandelt. Konkret werden die Quellbinärdaten in Gruppen von 6 Bits verarbeitet, wobei jede Gruppe einem von 64 eindeutigen Zeichen zugeordnet wird. Wie alle Binär-zu-Text-Kodierungsschemata soll Base64 die Übertragung von in Binärformaten gespeicherten Daten über Kanäle erleichtern, die überwiegend Textinhalte unterstützen.

Diese kurze Erklärung zeigt, dass Base64 genau das ist, was wir brauchen. Um eine Bilddatei in Base64 zu kodieren, können Sie ein Befehlszeilenprogramm (sofern auf Ihrem Betriebssystem verfügbar), Standard- oder Drittanbieterfunktionen nahezu jeder Programmiersprache oder Online-Tools wie Base64.guru oder ähnlich.

Einbetten des codierten Bildes in die LaTeX-Datei

Die aus dem Kodierungsprozess generierte Zeichenfolge muss wie folgt in der Standard-LaTeX-Umgebung filecontents in der Präambel einer LaTeX-Datei platziert werden:

1\documentclass{article}
2\begin{filecontents*}[overwrite]{sample-image.64}
3iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAAPgAAABdCAYAAAH/B5vAAAAAGXRFWHRTb2Z0d2FyZQBBZ......
4\end{filecontents*}
5\begin{document}
6...
7\end{document}

Hier ist es! Schritt 2 ist abgeschlossen. Wir haben das Bild erfolgreich in die LaTeX-Datei eingebettet! Aber was passiert, wenn wir den Satz dieser Datei mit LaTeX ausführen?“

Ein LaTeX-Prozessor schreibt die Zeichenfolge aus der Umgebung in eine externe Datei mit dem Namen sample-image.64. Aufgrund der Option „Überschreiben“ wird die Datei überschrieben, wenn sie bereits existiert (z. B. wenn sie während eines vorherigen Laufs erstellt wurde). So gelingt auch Schritt 3!

Dekodierung einer Base64-Zeichenfolge

Schritt 4 unseres Plans ist, wo die Unterschiede in den TeX-Implementierungen ins Spiel kommen. Das Dekodieren einer Base64-Zeichenfolge erfolgt mithilfe einer häufigeren Funktion, die als \write18-Funktion bekannt ist.

`\write18`

In klassischen TeX-Engines ist \write<Nummer>(<Token-Liste>) das Grundelement, das zum Schreiben einer Liste von Token verwendet wird. Bei Verwendung folgt auf dieses Grundelement eine Ganzzahl. Wenn die Ganzzahl negativ ist, werden die Token in die Transkriptdatei (Protokolldatei) geschrieben. Wenn die Ganzzahl größer als „15“ ist, werden die Token an das Terminal gesendet. Wenn die Ganzzahl im Bereich von „0..15“ liegt, werden die Token in eine Datei geschrieben, deren Name durch ein vorangehendes Vorkommen des Primitivs \openout angegeben wird. Das Grundelement \openout<4-Bit-Ganzzahl>=<Dateiname> verknüpft einen Dateinamen mit einer Zahl.

Neuere TeX-Implementierungen, wie z. B. PDF TeX, ermöglichen die Verwendung von \write18. In diesem Fall interpretieren sie die <token list> als Befehlszeile, die in der Betriebssystem-Shell ausgeführt werden soll. Da diese Funktion offensichtlich ein potenzielles Sicherheitsrisiko darstellt, könnten Sie einen Hauch von Geheimnis verspüren, wenn in der TeX-bezogenen Dokumentation oder im Internet darauf verwiesen wird. Aus diesem Grund bieten die ausführbaren Dateien von PDF TeX/LaTeX Befehlsoptionen zur Steuerung des Zugriffs auf diese Funktion.

Typischerweise gibt es drei Stufen der Barrierefreiheit: deaktiviert, aktiviert mit Einschränkungen und vollständig aktiviert.

In Aspose.TeX gibt es eine TeX-Joboption namens ShellMode, die einen von zwei möglichen Werten annehmen kann: NoShellEscape und ShellRestricted. Der Wert NoShellEscape gibt an, dass die Funktion deaktiviert ist. Der letztgenannte Wert bedeutet, dass jeder Befehl, der ausgeführt werden muss, vom Benutzer als Erweiterung der Klasse Executable implementiert werden muss. Wir werden hier nicht auf die Einzelheiten solcher Implementierungen eingehen, aber es ist wichtig zu beachten, dass die Befehlsemulation base64 bereits in Aspose.TeX implementiert und standardmäßig in der Sammlungseigenschaft Executables der Klasse TeXOptions enthalten ist Beispiel. Die integrierte base64-Emulation läuft innerhalb von Aspose.TeX und benötigt kein Base64-Programm des Betriebssystems.

Base64-kodierte Daten dekodieren

Um den Inhalt einer Datei zu dekodieren, von der erwartet wird, dass sie Base64-kodierte Daten enthält, verwenden wir normalerweise die folgende Befehlszeile:

1base64 -d  FILE1 > FILE2

Dabei ist FILE1 die „codierte“ Datei und „> FILE2“ leitet die Ausgabe in die Datei „FILE2“ um.

Daher sollten wir die folgende Zeile in den Hauptteil unserer LaTeX-Datei einfügen:

1\immediate\write18{base64 -d  sample-image.64 > sample-image.png}

Das Präfix \immediate ist erforderlich, um sicherzustellen, dass die Operation \write sofort ausgeführt wird, wenn der TeX-Scanner auf dieses Primitiv trifft. Andernfalls wird es während der Seitenausgabe verarbeitet.

Wenn wir jetzt den Satz der Datei ausführen, werden wir feststellen, dass die Bilddatei sample-image.png erstellt wurde. Öffnen Sie es einfach in einem Viewer, um es zu überprüfen!

Einschließlich des dekodierten Bildes

Wie wir am Anfang des Artikels erwähnt haben, verwenden wir zum Einbinden des dekodierten Bildes den bekannten LaTeX-Befehl \includegraphics:

1\includegraphics[options]{sample-image.png}

Das folgende Beispiel zeigt die Dokumentstruktur. Ersetzen Sie die gekürzte Base64-Zeile durch die vollständigen Bilddaten; die Punkte sind ein Platzhalter und können nicht dekodiert werden:

1\documentclass{article}
2\usepackage{graphicx}
3\begin{filecontents*}[overwrite]{sample-image.64}
4iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAAPgAAABdCAYAAAH/B5vAAAAAGXRFWHRTb2Z0d2FyZQBBZ......
5\end{filecontents*}
6\begin{document}
7  \immediate\write18{base64 -d sample-image.64 > sample-image.png}
8  \includegraphics[width=\textwidth]{sample-image.png}
9\end{document}

Das Java-Beispiel konvertiert das vollständige Dokument embedded-base64-image.tex in PDF. Setzen Sie inputFile auf den vollständigen Eingabepfad und outputDirectory auf einen vorhandenen Ausgabeordner. Importieren Sie die verwendeten Klassen aus com.aspose.tex sowie com.aspose.tex.rendering.PdfDevice und com.aspose.tex.rendering.PdfSaveOptions. Behandeln oder deklarieren Sie Ausnahmen und wenden Sie eine Lizenz gemäß der Lizenzanleitung an. Das Beispiel aktiviert ShellRestricted für den integrierten Base64-Befehl, arbeitet ohne Benutzereingaben und erfasst die Terminalausgabe im Speicher. PDF-Gerät und Ausgabeverzeichnis werden nach dem Auftrag freigegeben bzw. geschlossen. Der Ausgabeordner enthält sample-image.64, das dekodierte sample-image.png, die PDF-Datei und das TeX-Protokoll:

 1// Decode an embedded Base64 image with Aspose.TeX's built-in base64 command and include it in PDF.
 2// inputFile is the full LaTeX input path; outputDirectory is an existing output folder.
 3TeXOptions options = TeXOptions.consoleAppOptions(TeXConfig.objectLaTeX());
 4OutputFileSystemDirectory output = new OutputFileSystemDirectory(outputDirectory);
 5options.setOutputWorkingDirectory(output);
 6options.setSaveOptions(new PdfSaveOptions());
 7options.setShellMode(ShellMode.ShellRestricted);
 8options.setInteraction(Interaction.NonstopMode);
 9options.setTerminalOut(new OutputMemoryTerminal());
10PdfDevice device = new PdfDevice();
11TeXJobResult result;
12try {
13    result = new TeXJob(inputFile, device, options).run();
14} finally {
15    device.dispose();
16    output.close();
17}

Example-EmbeddedBase64Image.java hosted with ❤ by GitHub

Und jetzt ist Schritt 5 abgeschlossen. Wirklich umfassende Beispiele finden Sie in unserem Beispielprojekt.

Sie können sich auch die kostenlose Konvertierungs- Web-App ansehen, die auf der Grundlage von Aspose.TeX für .NET API erstellt wurde.

Rendern von LaTeX-Matheformeln Darstellung von LaTeX-Figuren