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[分享] AsciiMath 入門筆記(並與 MathType 比較)

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麥可

麥可圖像(預設)

2021-09-20 13:35:58

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本文是轉貼,原始文章放在 GitHub 網站

摘要:本文是筆者個人初學 AsciiMath 所整理的筆記,其中還包含 AsciiMath 與 MathType 的比較。學習此工具的目的是為了編寫包含數學公式的教材與文件,供視障者使用,因此文中也會提及相關輔助工具,如:NVDA、Access8Math、MathPlayer 等等。

簡介

AsciiMath 是一種用來撰寫數學公式的標記語言(markup language),雖然它比不上 LaTeX 那麼強大,但是 AsciiMath 語法相對簡單許多,容易上手,是一種方便編寫、也方便閱讀的語法。對於國中數學以及一些高中數學的公式,大致上也足以應付。

在我初次編寫數學文件的前期準備工作,我做了一些調查研究,目的是想了解 AsciiMath、LaTeX、和 MathType 三者的功能、優缺點,以及適用場合。我才剛開始使用 MathType,不算很有經驗,所以只能就我的粗淺了解來做個簡單的比較。單單以學習門檻來說,MathType 可以說是最好上手的,因為它提供了視覺化輸入工具,可以在 Word 裡面輸入數學公式,不需要使用者學習另一套數學公式的編排語法。其次是 AsciiMath,它有一套用來撰寫數學公式的語法,雖然不算太複雜,但還是有一定的學習門檻。最複雜的自然是 LaTeX 了,學習門檻是三者當中最高的,但是一旦熟悉了,便可應付任何複雜的數學公式和排版格式,說是無敵也不為過。

起初,我偏好 AsciiMath,因為它有兩大優點:

  1. 有免費工具可用,不像 MathType 必須花錢購買。
  2. 語法和工具都很容易上手,不像 LaTeX 那麼複雜。

只要懂一點 HTML,然後找一個好用的文字編輯器,就可以開始學習 AsciiMath 了。而且,一邊寫,還可以隨時用瀏覽器刷新網頁內容來便查看網頁呈現的數學公式,以確認自己輸入的語法是否正確。AsciiMath 官方網站的首頁也有快速入門的範例和語法表,只要花幾分鐘看一下,應該就能了解使用 AsciiMath 所編寫的數學公式大概長甚麼樣子。

AsciiMath 官方網站的網址是:http://asciimath.org/

AsciiMath 語法有多簡單?

這裡提供幾個簡單的範例,以便快速了解 AsciiMath 語法的簡潔。為了方便視障朋友閱讀,這裡會盡量以日常口語的方式來描述,且一併列出 LaTeX 寫法,方便比較。

  1. 線段 AB。AsciiMath 寫法是 bar(AB),LaTeX 寫法是 \overline{AB}
  2. 分數:3 分之 2。AsciiMath 寫法是 2/3,LaTeX 寫法是 \frac{2}{3}
  3. 次方:2 的 3 次方。AsciiMath 寫法是 2^3,LaTeX 寫法也是 2^3
  4. x 的平方根。AsciiMath 寫法是 sqrt(x),LaTeX 寫法是 \sqrt{2}
  5. 加總符號(sigma):從 1 加到 10 的總和。AsciiMath 寫法是 sum_(i=1)^10 i,LaTeX 寫法是 \sum\limits_{i=1}^{10}{i}

除了以上幾個簡單範例,AsciiMath 也能表現更複雜的數學公式和符號,例如交集、聯集等關係運算式,二元一次方程式、矩陣、微積分等等。

編輯流程與工具

AsciiMath 編輯流程大致如下:

  1. 使用任何一套文字編輯器來編寫網頁的 HTML 內容,並且在需要插入數學公式的地方使用 AsciiMath 標記語法來編寫公式。
  2. 編寫好 HTML 並且存檔之後,就可以用瀏覽器開啟這個 HTML 檔案,而瀏覽器在呈現網頁時,只要碰到 AsciiMath 數學標記,便會自動顯示成我們所熟悉的數學公式(而不會是我們輸入的標記語法)。如果視障者要閱讀這個網頁,電腦上面需要安裝 NVDA 和附加元件 Access8Math,NVDA 便可報讀網頁中的數學公式;若需要在點字顯示器也同時顯示數學點字,則必須安裝 MathPlayer 4.0。

以上描述的流程,需要搭配特定工具才能順利進行。具體來說,這個工具必須能夠將 AsciiMath 標記轉換成瀏覽器看得懂的數學標記,好讓瀏覽器能夠把數學公式「畫」出來。或者,這個工具能夠看懂 AsciiMath 語法,並且直接在網頁中把這些公式給畫出來。

根據 AsciiMath 官方網站首頁的說明,有兩種工具可以選擇:一個是使用 MathJax,另一個是使用 ASCIIMathML.js。

MathJax 是一套可以直接把網頁中的 AsciiMath 標記顯示成數學公式的 JavaScript 函式庫,它的優點是幾乎所有的瀏覽器都適用。它是 AsciiMath 官方網站建議採用的方案。

另一方面,ASCIIMathML.js 則是一個 JavasScript 檔案,它可以把 AsciiMath 標記(以及一些 LaTeX 標記)轉換成對應的 MathML 語法,然後再由瀏覽器來負責把 MathML 標記畫成我們熟悉的數學公式的樣子。MathML 是 HTML5 標準規格的其中一部份,專門用來描述數學公式的語法。也就是說,如果採用 ASCIIMathML.js(而不是 MathJax),那麼讀者在閱讀網頁時,瀏覽器必須支援 HTML5 和 MathML,才有辦法呈現數學公式。

筆者撰文當下,只有 Firefox 支援 MathML,而且即使採用 MathJax 來進行網頁的數學標記轉換,雖然 Firefox、Chrome 和 Edge 都可以正確顯示數學公式,但是搭配 NVDA 的時候,還是以 Firefox 的結果最佳。我測試了一個繁分數:分子是三分之二,分母是七分之五,結果 NVDA 搭配 Chrome 會先唸出「2357」,然後才唸出分數。Firefox 則無此現象。

除了上面提及的數學公式語法轉換工具,我們還需要一套好用的文字編輯軟體。我個人比較熟悉、而且推薦使用的是 Visual Studio Code、Atom,以及 Notepad++,這三套免費的編輯器都很好用。當然,Windows 內建的記事本也可以。

範例

底下是一份包含 AsciiMath 數學記號的 HTML 文件。從這個範例也可以看得出來,AsciiMath 的數學標記是用一對 ` 符號來表示(使用一般標準鍵盤來輸入時,就是 Esc 按鍵下方的那個按鍵)。

<html>
<head>
<title>ASCIIMathML test suite</title>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8">
<script type="text/javascript" src="ASCIIMathML.js"></script>
</head>
<body>
<div>
    指數律 <br>
    已知 m、 n 為正整數,利用乘方介紹指數符號 `a^n`,得到指數律:<br>
    (1) `a^m * a^n = a^(m+n)` <br>
    (2) `a^m -: a^n = a^(m-n)` <br>
    (3) `(a^m)^n = a^(mn)` <br>
    (4) `(ab)^n = a^n * b^n` <br>
    (5) `(a/b)^n = a^n/b^n` <br>
</div>
<div>
    1. `a=(-5/3)^2, b=(-5/3)^3, c=(-5/3)^4, d=(-5/3)^5`, 則 a、b、c、d 的大小順序為何? <br>
    (A) a > b > c > d <br>
    (b) a < b < c < d <br>
    (c) c > a > b > d <br>
    (d) c > a > d > b <br>
</div>

繁分數:`(2/3)/(5/7)`

</body>
</html>

Firefox 呈現結果如下圖:

(圖片省略,如需查看圖片,請查看 GitHub 上面的版本

備註:我的軟體作業環境是 Windows 10、Office 2016、NVDA 2021.2 與附加元件 Access8Math 3.0、MathType 4.0。

MathType 與 AsciiMath、LaTeX 的比較

大致了解 AsciiMath 並且做了一些簡單練習與測試之後,我到 NVDA 論壇發問,獲得一些前輩先進的寶貴意見。然後,我把這些意見和自己的粗淺經驗稍作整理如下:

  • A 方案:Word+MathType,搭配 LaTeX 輔助,輸出結果主要為 Word 文件(可自行加工成為 HTML)。
  • B 方案:AsciiMath 或單純的 LaTeX,輸出結果為 HTML。

以下從幾個不同面向來比較上述兩種方案:

  1. 入門門檻:A 優於 B。
  2. 編寫速度:B 優於 A(假設使用者已經熟悉相關語法)。
  3. 軟體成本:B 優於 A。
  4. 學生與老師雙向溝通:A 優於 B。
  5. 是否可直接修改文件:A 優於 B。
  6. 是否支援點顯器:皆可(需搭配 MathPlayer)
  7. LaTeX 支援度:不確定,暫且視為二者相當。
  8. 第三方工具支援:不確定,暫且視為二者相當。

兩種方案的共同交集:LaTeX 與 MathML。

結論

LaTeX 雖然語法比較複雜,但排版功能強大。如果需要製作大量的理科教材,LaTeX 是很值得花時間學習的技術。

最終,我還是選擇使用 MathType 搭配 Word 來編寫包含數學公式的文件,主要的考量,還是使用者的習慣,以及學生與老師的雙向溝通。未來若碰到比較簡單的數學公式,而且只需要閱讀網頁,那麼 AsciiMath 還是一個值得考慮的選項。

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留言

#1

特種兵

特種兵圖像(預設)

2021-09-22 14:17:53

From:111.249.120.113

看來我可以學 asciiMath 耶,雖然我自己用不太到了。