可視化LaTeX編輯軟件LyX在科技期刊論文排版中的應(yīng)用

■黃 嵐

《東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》編輯部，江蘇省南京市玄武區(qū)四牌樓2號(hào) 210096

編排手段現(xiàn)代化是科技期刊發(fā)展的趨勢(shì)。期刊論文從投稿到出版往往需要經(jīng)過撰寫、編輯、修訂、排版等多個(gè)環(huán)節(jié)。國內(nèi)大多數(shù)期刊的投稿模板與編排模板分離，投稿模板通常使用Word軟件，而編排則使用專業(yè)的排版軟件，例如面向中文電子出版的方正書版[1]。作者在寫作過程中，常常需要花費(fèi)大量時(shí)間在論文的排版上，以達(dá)到編輯的要求；編輯在編排過程中，需要將Word文檔轉(zhuǎn)換為方正書版，既影響工作效率，增大出錯(cuò)的可能性，又限制了編輯與作者之間的直觀交流。國際期刊大多使用將投稿模板和編排模板相統(tǒng)一的LaTeX排版系統(tǒng)[2]，作者寫作時(shí)可以將論文內(nèi)容與格式分離，避免了使用Word軟件時(shí)格式編排以及修改較為復(fù)雜的缺點(diǎn)，提高了寫作效率[3]。LaTeX適合于編排和制作科技文章、書籍[4]，用戶群廣泛，在處理復(fù)雜數(shù)學(xué)公式和符號(hào)方面優(yōu)于方正書版。然而，作為一種腳本語言，LaTeX具有復(fù)雜的語法規(guī)則，可讀性較差，要完成一篇LaTeX論文的寫作，需要掌握其基本命令，而且LaTeX最初只適用于英文文檔，沒有很好的中文支持，因此，目前國內(nèi)較少期刊使用LaTeX排版系統(tǒng)[5]。

LyX軟件是一款具有可視化用戶界面的LaTeX編輯器，可以克服LaTeX命令復(fù)雜、可讀性差的缺點(diǎn)，其設(shè)計(jì)理念是“所見即所想”[6]。與常規(guī)的LaTeX編輯器相比，LyX軟件無需輸入LaTeX命令，可直接實(shí)現(xiàn)文本、圖形以及公式的可視化編輯，即便毫無LaTeX基礎(chǔ)的作者，也可以使用LyX軟件在模板中直接撰寫論文。此外，LyX軟件還具有修訂和追蹤改變功能。因此，將LyX作為期刊論文的編寫工具可以極大地提高作者和編輯的工作效率，實(shí)現(xiàn)投稿-排版無縫轉(zhuǎn)換。

對(duì)于LaTeX在期刊排版中的應(yīng)用已經(jīng)有很多研究，但是介紹和討論LyX軟件的文獻(xiàn)卻很少。本文首先介紹LyX的安裝使用方法，然后以《東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》為例，設(shè)計(jì)了一個(gè)與目前期刊樣式相同的LyX模版，探討中文科技期刊LyX模板的定制方法，充分發(fā)揮LyX的優(yōu)勢(shì)，以推廣LyX在中文期刊排版中的使用。

1 LyX軟件的安裝與使用

1.1 軟件安裝

LyX是一款跨平臺(tái)的開源軟件，目前最新的版本是2.23。Windows用戶可在其官方網(wǎng)站上免費(fèi)下載.exe安裝文件，其他操作系統(tǒng)用戶(如Linux，Mac OS等)可以直接從軟件倉庫安裝。LyX使用LaTeX后臺(tái)編譯，因此還需要安裝LaTeX中文編譯環(huán)境，例如TeXLive，CTeX或MikTeX套件。筆者推薦安裝TeXLive，因?yàn)槠浼嫒菪院?，可以跨平臺(tái)運(yùn)行，并且最新版的TeXLive同時(shí)包含了CTeX宏包。

1.2 軟件使用

1.2.1 軟件界面

LyX軟件的圖形界面和普通的文檔處理軟件類似，并且支持多種語言(包括中文)界面(圖1)。文檔編輯區(qū)是處理文檔的區(qū)域，用戶可在此完成文檔內(nèi)容的輸入和格式編輯。此外，LyX提供源代碼視圖，即時(shí)顯示當(dāng)前區(qū)域的LaTeX源代碼，如果用戶不關(guān)心LaTeX源代碼，可以關(guān)掉源碼顯示。需要指出的是，這里的源代碼是只讀的，用戶不能直接在源代碼區(qū)編輯，此舉也維護(hù)了LyX編輯的統(tǒng)一性。

圖1 LyX軟件界面

1.2.2 基本操作

LyX遵循LaTeX的結(jié)構(gòu)化文檔編寫方式，將一篇科技文檔分為標(biāo)題、作者姓名、作者單位、摘要、關(guān)鍵詞、正文和參考文獻(xiàn)等部分。在LaTeX中通過環(huán)境命令定義不同的環(huán)境，而在LyX中，相應(yīng)的命令無須用戶輸入，只需要在環(huán)境選擇框里選擇對(duì)應(yīng)的輸入環(huán)境便可以格式化。LyX提供了豐富的菜單項(xiàng)和工具欄，例如修改文本格式，只需要選中文字，右擊鼠標(biāo)調(diào)出右鍵菜單，然后選中“文本格式”對(duì)話框便可以設(shè)定相應(yīng)的格式。

1.2.3 插入圖表

在LaTeX文檔中圖和表格通常作為浮動(dòng)項(xiàng)插入，需要輸入大量的TeX命令，較難掌握。然而在LyX中，這些工作變得簡(jiǎn)單、直觀。LyX的插圖步驟為：首先，在菜單中選擇“插入—浮動(dòng)項(xiàng)—圖”，文檔區(qū)便會(huì)出現(xiàn)浮動(dòng)項(xiàng)的輪廓；然后，在浮動(dòng)項(xiàng)的空白部分選擇“插入—圖像”，同時(shí)可以設(shè)置選擇、縮放以及旋轉(zhuǎn)圖像。表格的插入方法與圖類似，而且LyX提供了類似于Word中可視化的表格編輯界面，便于使用。

1.2.4 插入公式

在LaTeX文檔中插入公式需要使用復(fù)雜的TeX命令， LyX中公式的輸入則簡(jiǎn)潔方便。使用菜單或者快捷鍵Alt+M進(jìn)入公式編輯狀態(tài)，利用LyX自帶數(shù)學(xué)工具欄，可以輸入常用的數(shù)學(xué)公式，例如特殊符號(hào)、運(yùn)算符號(hào)、箭頭、上下角標(biāo)以及矩陣等，使用方法與Windows下的公式編輯器類似。公式能夠在編輯框中實(shí)時(shí)顯示，大大降低了公式輸入的難度。具有一定LaTeX基礎(chǔ)的用戶也可以直接輸入LaTeX代碼，LyX可以自動(dòng)識(shí)別并轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的公式。公式有行內(nèi)公式、單獨(dú)顯示公式以及編號(hào)公式3種顯示方式，可以在插入菜單中選擇，也可以通過工具欄切換。

1.2.5 參考文獻(xiàn)

LyX中原生支持BibTeX處理參考文獻(xiàn)，支持圖形化的插入和編輯，并且顯示格式。定位至文檔末尾在菜單中選擇“插入—目錄列表—BibTeX引用”，調(diào)出BibTeX對(duì)話框，設(shè)置所使用的.bib文件和.bst顯示樣式，即可添加文章的參考文獻(xiàn)庫。在文檔中需要引用文獻(xiàn)的地方，選擇“插入—文獻(xiàn)引用”，調(diào)出文獻(xiàn)引用對(duì)話框，選擇需要引用的文獻(xiàn)即可。在生成的PDF文檔末尾自動(dòng)生成參考文獻(xiàn)列表，文章中的引用也可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編號(hào)。

綜上所述，LyX的使用習(xí)慣與普通的文檔處理軟件相似，用戶可以快速掌握并進(jìn)行文檔編輯。文檔編輯完成后，選擇“文檔—查看(PDF)”，LyX便會(huì)調(diào)用相應(yīng)的LaTeX命令編譯生成最終的PDF文件。PDF文件的樣式取決于文檔所使用的LaTeX文檔類。相同的文檔內(nèi)容選擇不同的文檔類，則輸出的PDF文件不同，這也體現(xiàn)了LaTeX所提倡的內(nèi)容和格式分離。LyX可以選擇系統(tǒng)已經(jīng)安裝的LaTeX的任意文檔類，也可以使用自定義的文檔類。與LaTeX稍有不同的是，LyX還需要制定一個(gè)Layout模板用于LyX的本地布局和顯示，布局文件的作用是將不同的LaTeX命令、樣式以及環(huán)境整合到用戶界面中。如果使用了自定義的文檔類，通常也需要同時(shí)提供一個(gè)布局文件。

2 中文期刊LyX模版的設(shè)計(jì)實(shí)例

筆者以《東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》為例，介紹中文期刊LyX模版的設(shè)計(jì)過程。根據(jù)LyX的工作模式，模板設(shè)計(jì)分為2個(gè)部分：①設(shè)計(jì)Layout布局文件，以實(shí)現(xiàn)期刊信息的可視化輸入；②編寫LaTeX樣式文件，以實(shí)現(xiàn)期刊的排版格式。

2.1 布局文件

根據(jù)現(xiàn)有《東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》的論文格式，自定義一個(gè)Layout文件，將常用的標(biāo)題區(qū)信息(例如中英文標(biāo)題、作者姓名、作者單位、摘要、關(guān)鍵詞、作者簡(jiǎn)介、基金項(xiàng)目等)整合到LyX軟件的用戶界面中，從而使用戶在編輯文檔時(shí)只需要調(diào)用相應(yīng)的菜單或者工具欄即可。

Layout的語法是每個(gè)布局以Style開始、End結(jié)束，每段語句前面是字段名，后面是字段賦值，不同的字段代表不同的意義。例如，在Layout文件里增加如圖2所示的語句來實(shí)現(xiàn)增加作者簡(jiǎn)介的布局。圖2中，將第1行代碼拷貝至LyX自帶的“Author”的布局參數(shù)，下面幾行代碼代表重新定義“作者簡(jiǎn)介”布局參數(shù)，其作用是在LyX工具欄生成“作者簡(jiǎn)介”的格式欄，用戶選取該格式后，在LyX文檔區(qū)便可以顯示文字“作者簡(jiǎn)介：”，用戶在此之后輸入的文字將作為L(zhǎng)aTeX命令authorintro 的參數(shù)。采用類似的方法，可加入所投稿件的其他信息，最終用戶的LyX首頁界面見圖3。用戶投稿時(shí)只需要在相應(yīng)的區(qū)域填入信息，便可以輸入文章信息。

圖2 Layout語句示例

圖3 LyX模板的布局效果

2.2 LaTeX樣式文件

設(shè)計(jì)期刊論文格式的LaTeX樣式文件，完成與LyX文件的交互并實(shí)現(xiàn)論文格式的排版。樣式文件由.cls文件和.cfg文件2個(gè)部分組成，.cls文件用于實(shí)現(xiàn)論文格式的排版，.cfg文件則為論文出版信息和中文化的配置文件。

2.2.1 設(shè)置頁面與中文字體

根據(jù)現(xiàn)有的論文格式，使用geometry宏包定義頁面的大小以及頁面邊距，分欄功能使用multicol設(shè)置分欄的寬度。中文字體主要使用xeCJK宏包，xeCJK最大的特點(diǎn)為使用Unicode進(jìn)行中文編碼，通過fontspec宏包可以直接調(diào)用系統(tǒng)字體，無須用戶自行安裝字體[7]。本模版中使用的字體包括宋體、仿宋、楷體、黑體和華文新魏5種，Windows系統(tǒng)可以直接調(diào)用，Linux或者M(jìn)ac系統(tǒng)則需要用戶自行安裝字體。模板中通過setCJKmainfont命令設(shè)置中文缺省字體為宋體，采用setmainfont命令設(shè)置英文缺省字體為Times New Roman，其他的字體通過setCJKfamilyfont添加。為了方便切換不同的字體，可以自定義命令進(jìn)行字體和字號(hào)選擇。

2.2.2 標(biāo)題頁

《東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》的標(biāo)題頁主要包括中英文標(biāo)題、摘要、關(guān)鍵詞以及論文腳注，所有信息均由用戶在LyX模版的主文件中輸入，模板的類文件從LyX文件讀入相關(guān)的標(biāo)題信息變量，生成標(biāo)題頁。標(biāo)題頁一般使用maketitle命令生成。但缺省的maketitle命令一般不符合期刊的排版要求，因此需要在樣式文件中通過 enewcommand{maketitle}重新定義maketitle命令。以英文標(biāo)題為例，首先在Layout文件中定義了entitle的style，然后在類文件中定義一個(gè)命令@entitle，讀入傳遞參數(shù)(LyX文檔中的文字)，之后如果需要顯示英文標(biāo)題，直接調(diào)用@entitle即可(圖4)。

圖4 標(biāo)題頁代碼示例

由于LaTeX中不能輸入空行，段落之間的間距只能通過行距和段落距離進(jìn)行控制，而中文期刊標(biāo)題頁中行距不統(tǒng)一，因而使用vspace命令控制更加方便。采用這種方法，依照期刊的現(xiàn)有模版依次寫入標(biāo)題頁信息，控制字體的大小和字段間距，便可生成標(biāo)題頁。標(biāo)題頁所有的生成命令均在maketitle中，LyX在文檔開始自動(dòng)調(diào)用，無需手動(dòng)寫入樣式文件。

2.2.3 出版信息

出版信息主要在模板的.cfg文件中定義，僅在論文出版前由編輯手動(dòng)修改，需要輸入文章的流水號(hào)、收稿日期以及發(fā)表時(shí)間等常用信息(圖5)，模版能夠根據(jù)這些信息自動(dòng)生成文章的數(shù)字對(duì)象唯一標(biāo)識(shí)符(DOI)、腳注以及頁眉，從而減輕了排版的工作量。

圖5 出版信息配置文件

中文期刊DOI的編碼方案包括前綴和后綴2個(gè)部分。10.3969是萬方公司分配給其合作期刊的固定前綴，后綴部分主要由國際標(biāo)準(zhǔn)連續(xù)出版物編號(hào)(ISSN)、出版年份、期號(hào)和論文流水號(hào)組成，這些都是之前定義過的變量，只需要重新組合便可以自動(dòng)生成DOI(圖6)。

圖6 自動(dòng)生成DOI代碼示例

如果期號(hào)是個(gè)位數(shù)，需要在期號(hào)前面補(bǔ)一個(gè)0，因此定義了 wodigits命令以判斷期號(hào)是否需要補(bǔ)0。文章編號(hào)和引用本文的生成也采用類似的方法，但這2項(xiàng)內(nèi)容需要文章排版后的總頁數(shù)和最后一頁的代碼，可以采用pageslts實(shí)現(xiàn)頁碼的交叉引用。

2.2.4 頁眉和腳注

《東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》的現(xiàn)行模版中沒有頁腳，頁眉較為復(fù)雜，標(biāo)題頁有單獨(dú)的頁眉和腳注，正文中奇偶頁的頁眉內(nèi)容各不相同。LaTeX缺省定義了4種頁眉頁腳格式，分別為empty(無頁眉頁腳)、plain(沒有頁眉，頁腳中部放置頁碼)、headings(無頁腳，頁眉包含章節(jié)的標(biāo)題和頁碼)和myheadings(用戶自定義)。文檔中可以使用pagestyle命令設(shè)定當(dāng)前頁面所用的格式。但是用戶如果定義奇偶頁不同等較為復(fù)雜的頁眉頁腳格式時(shí)，會(huì)遇到諸多限制，本研究采用fancyhdr宏包設(shè)置頁眉頁腳，便可實(shí)現(xiàn)以上版式。首先，定義2個(gè)命令headstyle和mainstyle，分別用于設(shè)定首頁和正文的頁眉格式。在生成標(biāo)題頁時(shí)使用pagestyle{fancy}命令，調(diào)用fancyhdr頁眉頁腳格式，通過headstyle命令輸出首頁頁眉，從第2頁開始執(zhí)行正文頁眉命令mainstyle，即可完成正文頁眉的設(shè)置。這種方法需要在LyX文檔中第2頁內(nèi)容的任意位置手動(dòng)插入TeX代碼，但是不同文章中第2頁位置不固定，可能會(huì)給作者帶來困擾，故本研究采用everypage宏包自動(dòng)執(zhí)行。當(dāng)LaTeX生成PDF文檔新頁面時(shí)，everypage宏包提供命令接口，以執(zhí)行相關(guān)命令。正文頁眉設(shè)置的代碼見圖7。

圖7 正文頁眉的自動(dòng)設(shè)置示例

2.2.5 正文格式

LyX采用結(jié)構(gòu)化的文檔編寫方式，其排版主要包括標(biāo)題、段落間距、圖表公式浮動(dòng)項(xiàng)的格式設(shè)置。期刊論文正文的標(biāo)題級(jí)別有節(jié)(section)、小節(jié)(subsection)、子小節(jié)(subsubsection)，可在LyX的環(huán)境選擇框中可以直接設(shè)置。為了與現(xiàn)行模版的標(biāo)題格式一致，還需要在LaTeX類文件中改變?nèi)笔〉臉?biāo)題格式。使用 itleformat命令設(shè)置標(biāo)題的序號(hào)、字體，采用 itlespacing命令設(shè)置標(biāo)題與上下段落的間距。圖和表等浮動(dòng)項(xiàng)格式通過caption宏包設(shè)置，主要設(shè)置內(nèi)容包括題名的中文名稱和上下文間距。

2.2.6 參考文獻(xiàn)

LyX默認(rèn)使用BibTeX處理參考文獻(xiàn)，而參考文獻(xiàn)的格式由.bst樣式文件控制?；贕B/T 7714—2005參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則的BibTeX樣式文件[8]對(duì)參考文獻(xiàn)的格式進(jìn)行簡(jiǎn)單修改(例如英文作者首字母大寫、期刊名稱斜體、期號(hào)加粗等)，使之與《東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》中參考文獻(xiàn)格式一致。

2.2.7 模板的總體效果

本研究設(shè)計(jì)的《東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》的LyX模板還處于測(cè)試階段，模板源代碼和示例文件參見https://github.com/oldoldstone/jseu。模板中的示例文件[圖8(a)]包含了常用的章節(jié)格式、插圖、表格和公式，LyX文檔界面和生成的PDF文件見圖8(b)。

作者只需按照層次結(jié)構(gòu)依次錄入文檔內(nèi)容，便可以撰寫文檔，無需在LyX文檔中輸入LaTeX代碼。圖表和公式可以在LyX中直接顯示，便于作者實(shí)時(shí)查看和糾錯(cuò)。模板生成的PDF與《東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》的現(xiàn)行論文版式一致，達(dá)到了預(yù)期效果。

3 討論

LaTeX在公式編排、圖表編號(hào)、索引制作、參考文獻(xiàn)制作和公式字體設(shè)置等方面的方便程度優(yōu)于Word。雖然很多出版機(jī)構(gòu)都提供LaTeX模板，但作者寫作時(shí)需要掌握大量的TeX代碼，采用填空的形式依次鍵入內(nèi)容，對(duì)于沒有經(jīng)驗(yàn)的作者而言，起步階段可能存在困難。此外，作者和編輯在編排時(shí)無法查看結(jié)果，必須編譯之后才能看到真正的排版效果。這些缺點(diǎn)都制約了LaTeX在出版行業(yè)中的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

LyX是一款具有可視化用戶界面的LaTeX編輯器。其運(yùn)行模式是用戶在軟件的圖形化文檔區(qū)編輯文檔的具體內(nèi)容，軟件自動(dòng)將文檔的內(nèi)容轉(zhuǎn)換為TeX代碼，通過LaTeX編輯器輸出PDF文件，PDF文件的格式取決于文檔所使用的LaTeX樣式文件。LyX不僅繼承了LaTeX排版質(zhì)量高、內(nèi)容與格式分離的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也擺脫了LaTeX代碼繁雜、可讀性差的缺點(diǎn)，是一種“所見即所得”的系統(tǒng)。此外，LyX還支持追蹤文本的變更，類似于Word中的修訂功能，有利于編輯的校訂工作，更有利于作者和編輯之間的交流，適用于科技期刊排版。因此，在科技期刊論文排版中推廣LyX軟件，只須定制適合期刊格式的LyX模板，使其成為投稿、編輯、排版的共同模板，作者無須花費(fèi)精力研究LaTeX命令，便能夠輕松插入圖表、公式，在LyX模板上完成論文的撰寫，得到符合期刊要求的稿件，編輯則可以直接編排和校訂投稿文檔，實(shí)現(xiàn)了投稿-排版的無縫轉(zhuǎn)換，工作效率顯著提升，雙方的溝通交流也更加直觀。

圖8 模板總體效果。(a)示例文件；(b)PDF文件

4 結(jié)語

介紹了圖形化LaTeX編輯器LyX軟件的安裝和使用，闡述了定制中文期刊LyX模板的思路和具體步驟。所設(shè)計(jì)的LyX模板具有LaTeX排版系統(tǒng)格式與內(nèi)容分離、排版質(zhì)量高的優(yōu)點(diǎn)，圖形界面簡(jiǎn)單直觀，作者無須深入掌握LaTeX知識(shí)便可完成論文的撰寫。LyX軟件的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是支持修訂和版本控制功能，有利于作者和編輯之間的交流。因此，LyX模板可作為科技期刊投稿、編輯、排版的共同模板，真正實(shí)現(xiàn)編校排一體化，有效地提高了期刊作者和編輯的工作效率。

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