TeX pro každého - základní konstrukce TeXu

Dozvíme-li se, že T_EX je typografický program, mohli bychom si myslet, že musí mít v sobě definováno mnoho funkcí pro grafiku, tvary písmen a další objekty. Není to pravda!

Jádro T_EXu se naprosto nezajímá o grafiku – neřeší vzhled písmen ani vkládání obrázků. Sazbu lze připravit prakticky bez těchto informací, a tak T_EX ponechává doplnění znaků a grafiky pomocným programům. Písmo je abstrahováno na jakési krabičky, u nichž známe šířku, výšku a způsob navázání na okolní písmena (podřezávání, spojování do ligatur apod.) – tedy jeho metriku.

Boxy

T_EX však myšlenku skládání abstraktních krabiček dovedl prakticky k dokonalosti a boxy se staly jeho hlavními objekty.

Pro T_EX je box abstraktní obdélníkový objekt, se kterým lze nakládat vcelku, aniž se v ten okamžik zajímáme, co je uvnitř. Boxem tedy může být několik písmen, celý řádek, poznámka pod čarou, obrázek, či celá stránka. Jedinými jeho parametry jsou šířka, výška (výška nad účařím – pomyslnou čárou, na kterou se boxy skládají) a hloubka (hloubka pod účařím).

Boxy lze skládat vodorovně vedle sebe – pak se skládají těsně vedle sebe tak, aby jejich účaří (základní rovina řádku – baseline) bylo v jedné rovině, a vzniká horizontální box – nebo svisle – pak se skládají pod sebe, přičemž se dodržuje několik hodnot, kterými lze řídit rozestup mezi jednotlivými boxy a jejich účařími, a jedná o vertikální box. Zde jsme narazili na první primitiva pro řízení sazby – \baselineskip (vzdálenost mezi účařími), \lineskip (vzdálenost mezi boxy) a\lineskiplimit (pokud by byla vzdálenost mezi boxy podle hodnoty \baselineskip menší než tato hodnota, použije se hodnota \lineskip; při vyšších hodnotách tedy bude častěji upřednostněn \lineskip, při nižších \baselineskip).

S jistými výhradami lze pokládat za box i písmeno. Písmeno má také šířku, hloubku a výšku, ale pokud vedle něj stojí další písmeno, použije T_EX při sazbě ještě dodatečné údaje z metriky, aby si odvodil jejich vzájemný vztah –v prvním případě jej ovlivňuje podřezávání, ve druhém vznik ligatury. Zároveň vidíme, že skutečný tvar písmena není nikterak omezen jeho metrickými údaji.

% box lze použít v sazbě přímo
\hbox{Ty}

% boxy lze vnořovat, skládat vertikálně
% i horizontálně
\hbox{%
% \vtop použije účaří nejvýše položeného boxu
  \vtop{\hbox{my}\hbox{vy}}
% \vbox použije účaří nejníže položeného boxu
  \vbox{\hbox{my}\hbox{vy}}
  \hbox{pes}}

% boxy lze přiřadit do registru
\setbox0\hbox{my}
% a poté je použít vícekrát a vyprázdnit
\hbox{\copy0\copy0\copy0\copy0\box0}

\bye

Mezery a výplňky

Boxy nemusí sedět těsně vedle sebe. Můžeme mezi ně vkládat výplňky (glue). Mohou být horizontální (\hskip) a

vertikální (\vskip). Mnohem zajímavější však je, že kromě pevných mezer existují i pružné výplňky. U nich lze nadefinovat natáhnutelnost a stáhnutelnost, a to nejen v absolutních (tedy délkových) hodnotách, ale dokonce v několika stupních (tedy poměrových hodotách, značených jako fil, fill a

Několik z těchto výplňků je natolik důležitých, že tvoří samostatné primitivum:

\hfil = \hskip 0pt plus 1fil
\vfil = \vskip 0pt plus 1fil
\hss = \hskip 0pt plus 1fil minus 1fil
\vss = \vskip 0pt plus 1fil minus 1fil
\hfill = \hskip 0pt plus 1fill
\vfill = \vskip 0pt plus 1fill
\hfilneg = \hskip 0pt plus -1fil
\vfilneg = \vskip 0pt plus -1fil

Pokud se vedle sebe sejdou výplňky stejného stupně, natáhnou se (nebo stáhnou) podle svých poměrů. Pokud se však vedle nich vyskytne výplněk vyššího stupně, nižší výplňky zcela srazí. Mají-li výplňky povolenou stáhnutelnost větší, nežli je jejich základní délka, mohou nabýt i záporných hodnot (ostatně i základní hodnota může být záporná). Toho se často používá, chceme-li skrýt šířku znaku nebo dosáhnout přetisku.

Po sestavení boxu jsou horizontální a vertikální boxy prakticky rovnocenné, až na jednu výjimku – lze je opět „rozvinout“ do jiného boxu stejného typu. Při tomto rozvinutí se přepočítají výplňky, aby odpovídaly situaci v boxu, který je sestavován.

% výplňky zajistí rovnoměrné rozložení
\hbox to10mm{a\hfil b\hfil c}

% nebo nerovnoměrné
\hbox to10mm{a\hskip0ptplus2fil b\hfil c}

% stažitelné výplňky lze použít i pro přetisk
\hbox{\hbox to 0mm{a\hss}b}
% prohlížíte-li pomocí xdvi,
% potřebujete volbu -thorough

\bye

Čáry

Čáry jsou kromě písmen druhým důležitým objektem. Mohou být opět horizontální (\hrule) a vertikální (\vrule) a podobně jako boxy mají i šířku,výšku (pokud nejsou definované, implicitní hodnota je 0,4 pt) a hloubku. Jsou však plné. Horizontální čáry se mohou nacházet pouze ve vertikálních boxech a vertikální v horizontálních boxech.

Zvláštním typem jsou čáry, které jsou zároveň výplňkem.

Dimenze

Jak jste si možná všimli, T_EX zná většinu délkových jednotek, takže je můžeme zadávat přímo jako mm, cm,in (palce), pt (americké typografické body {points}), dd (evropské typografické body {Didotovy}), bp (počítačové typografické body {big points}, počítané jako 1/72 palce), cc (cicera), pc (piky). Navíc je definována ještě sp, základní délková jednotka T_EXu – 1/65536 amerického typografického bo­du.

V údajích dimenze můžeme používat jak desetinnou tečku, tak i čárku.

Režimy T_EXu

Poté, co text projde makroprocesorem, přechází do sázecí části proud znaků a primitiv. To, jak s nimi naloží, záleží na tom, v jakém je režimu. Existuje celkem šest těchto režimů:

Ve vertikálním režimu sestavuje T_EX hlavní vertikální box stránky. Je to základní režim, ve kterém je T_EX na počátku sazby. Je-li v tomto režimu přidán box, objeví se pod předchozím boxem. Pokud se box naplní, vyvolá se algoritmus pro zlom stránky. V tomto režimu jsou zakázány výplňky s poměrovou stáhnutelností (je to pochopitelné, protože by se stále stahovaly a nikdy by nemohlo dojít ke zlomu stránky).

Vnitřní vertikální režim se vyvolává, pokud T_EX sestavuje běžný vertikální box. Podobá se vertikálnímu režimu, ale povoluje všechny typy výplňku a nevyvolává zlom stránky.

Horizontální režim je vyvolán, objeví-li se na vstupu písmeno nebo je-li rozvinut horizontální box. Pokud je v tomto režimu přidán box nebo písmeno, objeví se vedle předchozího boxu (pakliže mezi nimi nedojde ke zlomu). Primitivem \par (typicky dvojí odřádkování) se tento režim ukončí a vyvolá se zlom odstavce. V tomto režimu jsou (opět pochopitelně) zakázány výplňky s poměrovou stáhnutelností.

Omezený horizontální režim se vyvolává, pokud T_EX sestavuje běžný horizontální box. Podobá se horizontálnímu režimu, povoluje všechny typy výplňku a nepovoluje zlom odstavce.

Matematický režim slouží k sazbě matematiky v rámci řádku. Střídá horizontální a vertikální skládání podle povahy matematické formule.

Řádkový matematický režim slouží k sazbě matematiky na samostatném řádku. Podobá se matematickému režimu, ale má některá specifika, vyplývající z odlišných pravidel sazby matematiky na samostatném řádku.

V příštím dílu se podíváme, jak T_EX provádí zlom řádků a stránek.

Všechny ukázky z dnešního dílu jsou dostupné i ve zdrojovém formátu.