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TeXの歴史と近年の動向
寺 田 侑 祐
(鉄緑会)
2014年3月14日
日本数学会ワークショップ	

数学ソフトウェアとフリードキュメント18
TeXの歴史
1978年:最初の公開版「TeX78」(SAIL言語)リリース	

1982年:Pascalで再実装された「TeX82」β版リリース	

1983年:TeX ver. 1.0 リリース	

1990年:TeX ver. 3.1「終結宣言」
Donald E. Knuth (1938–)
終結宣言(1990年9月)
もうこれ以上TeXは拡張しない。	

もし著しい不具合があれば,ver. 3.14, 3.141, 3.1415, … と
バージョン番号を進めていく。	

自分の死と同時に ver. π とする。	

それ以後は,どんな不具合があっても,誰もTeXに手を
つけてはならない。
終結宣言以後の改版
1990年 9月:ver. 3.1(終結宣言)	

1991年 3月:ver. 3.14	

1992年 3月:ver. 3.141	

1993年 2月:ver. 3.1415	

1995年 5月:ver. 3.14159	

2002年12月:ver. 3.141592	

2008年 2月:ver. 3.1415926	

2014年 1月:ver. 3.14159265
πに漸近
終結宣言以後の改版
1990年 9月:ver. 3.1(終結宣言)	

1991年 3月:ver. 3.14	

1992年 3月:ver. 3.141	

1993年 2月:ver. 3.1415	

1995年 5月:ver. 3.14159	

2002年12月:ver. 3.141592	

2008年 2月:ver. 3.1415926	

2014年 1月:ver. 3.14159265
πに漸近
24年間で7度のアップデート
十分に“枯れた”ソフトウェア
TeXにまつわる誤解
“TeXは作者の死後改変が禁止されるので

オープンソースではない”
% This program is copyright (C) 1982 by D. E. Knuth; all rights are reserved.!
% Copying of this file is authorized only if (1) you are D. E. Knuth, or if!
% (2) you make absolutely no changes to your copy. (The WEB system provides!
% for alterations via an auxiliary file; the master file should stay intact.)!
% See Appendix H of the WEB manual for hints on how to install this program.!
% And see Appendix A of the TRIP manual for details about how to validate it.!
TeXはオープンソース?
tex.webより
パッチ(change file)の形で改変することは可能
I have put these systems (注: TeX, METAFONT, Computer Modern) into
the public domain so that people everywhere can use the ideas freely
if they wish.
TeXはオープンソース?
終結宣言(1990)より
TeX という名前を使わなければ改変・配布自由
As stated on the copyright pages of Volumes B, D, and E, anybody can
make use of my programs in whatever way they wish, as long as they
do not use the names TeX, METAFONT, or Computer Modern. In
particular, any person or group who wants to produce a program
superior to mine is free to do so. However, nobody is allowed to
call a system TeX or METAFONT unless that system conforms 100% to my
own programs, as I have specified in the manuals for the TRIP and
TRAP tests.
TeXはオープンソース?
オープンソースの定義に適合
ソースは公開。	

TeX本体に手を入れられるのはKnuthのみ。	

Knuthの死後は誰もTeX本体に手を入れてはならない。	

改変部をパッチで配布するのは自由。	

“TeX”という名前を使わなければ改変・配布自由。
実は……
今我々が使っているのは TeX ではない
$ latex!
This is pdfTeX, Version 3.1415926-2.5-1.40.14 (TeX Live 2013)
$ platex!
This is e-pTeX, Version 3.1415926-p3.4-110825-2.6 (utf8.euc) (TeX Live 2013)
我々が使っているのは 派生版TeX
派生版TeX は日進月歩で進化中!
派生版TeX
       レジスタ数やプリミティブを拡張 	

      日本語対応版TeX (株式会社アスキー)	

       pTeXにe-TeX拡張を施したもの(北川弘典氏)	

      pTeXの内部処理コードをUnicodeに(田中琢爾氏)	

      upTeXにe-TeX拡張を施したもの	

      DVI形式を経由せず直接PDFを出力するエンジン	

      システムにインストールされているフォントがそのまま使える	

       TeXソース中でスクリプト言語Luaが直接使える
e-TeX
各レジスタ数の制限を256個から32768個まで緩和	

演算用プリミティブ numexpr,dimexpr,glueexpr,muexpr

ifdimdimexpr(2pt-5pt)*numexpr3-3*13/5relax + 34pt/2<wd20	

条件判定の反転 unless	

TeXのトークン列を文字列化 detokenize	

left, right の間で使う middle
middle
[A=left{(x,,y)inmathbb{R}^2middle|0<x<frac{1}{2}right}]
middle
[leftlanglepsimiddle|frac{d}{dx}middle|phirightrangle]
派生版TeX
       レジスタ数やプリミティブを拡張 	

      日本語対応版TeX (株式会社アスキー)	

       pTeXにe-TeX拡張を施したもの(北川弘典氏)	

      pTeXの内部処理コードをUnicodeに(田中琢爾氏)	

      upTeXにe-TeX拡張を施したもの	

      DVI形式を経由せず直接PDFを出力するエンジン	

      システムにインストールされているフォントがそのまま使える	

       TeXソース中でスクリプト言語Luaが直接使える
pTeXの弱点
pTeXはUTF8で入力しても,内部的にEUCに変換して処理している
$ ptex!
This is e-pTeX, Version 3.1415926-p3.4-110825-2.6 (utf8.euc) (TeX Live 2013)
それゆえJIS第1, 2水準以外の文字が扱えない
髙島屋 山   野家 森鷗外 内田百閒
❸㊃㈤ ⒎㋐Ⓐⓑ ⒠
中国語・韓国語など他言語との混植が容易でない
upTeX
2007年から田中琢爾氏が開発開始	

pTeXの内部コードを全てUnicodeのままで処理	

Unicode追加面も含め,JIS第3, 4水準の全ての文字が扱えるように	

中国語・韓国語との混植も容易に	

現在 TeX Live には標準搭載されている
upTeXでのコンパイル
ドキュメントクラス宣言:

  documentclass[uplatex]{jsarticle}

  (または ujarticle, utarticle などを使う)!
コンパイルコマンド:

   platex ! uplatex
※TeX Live の場合は ptex2pdf -l -u でPDF化するのが楽
upTeXでのコンパイル
documentclass[uplatex]{jsarticle}!
usepackage[X2,OT2,LGR,T1]{fontenc}!
usepackage[russian,greek,english]{babel}!
usepackage{pxbabel}!
usepackage[utf8]{inputenc}!
usepackage[prefercjkvar]{pxcjkcat}!
kcatcode`ö=15!
begin{document}!
髙島屋 山   野家 森鷗外 内田百閒par!
ⅡⅢⅣⅷ⒏❸㊃㈤ ㋐Ⓐⓑpar!
Schrödinger Fréchet l'Hôpital Françoispar!
foreignlanguage{schinese}{已经十一月了,北京的天气应该很冷了。}par!
foreignlanguage{korean}{늦잠을 자서 하마터면 비행기를 놓칠 뻔했어요.}par!
{selectlanguage{russian}Оно было в начале у Бога.}par!
{selectlanguage{greek}Ὁ βίος βραχὺς, ἡ δὲ τέχνη μακρὴ.}!
end{document}
upTeXでのコンパイル
派生版TeX
       レジスタ数やプリミティブを拡張 	

      日本語対応版TeX (株式会社アスキー)	

       pTeXにe-TeX拡張を施したもの(北川弘典氏)	

      pTeXの内部処理コードをUnicodeに(田中琢爾氏)	

      upTeXにe-TeX拡張を施したもの	

      DVI形式を経由せず直接PDFを出力するエンジン	

      システムにインストールされているフォントがそのまま使える	

       TeXソース中でスクリプト言語Luaが直接使える
pdfTeX
DVIを経由せず,TeXソースから直接PDFを出力	

欧米で現在主流	

pdfsavepos(現在の組版位置の絶対座標取得)など追加機能多数	

日本語組版が十分な品質で扱えないため,日本ではあまり普及し
ていない
2004年から開発開始	

伝統的なtfmを使用せず,OSにインストールされたフォントを直接
利用できる(従来のtfmも利用可)	

Unicode全面サポート	

異体字・合字などOpenTypeの先進機能を利用できる	

IVS(異体字選択符号)に対応した唯一のTeXエンジン	

アラビア語やヘブライ語のような,右から左に書く言語にも対応
IVS

(Ideographic Variation Sequence)
XeLaTeX + bxjsarticle + zxjatype(八登崇之氏)によって和文組版可能に
pLaTeX + jsarticle + ヒラギノ明朝
XeLaTeX + bxjsarticle + zxjatype + ヒラギノ明朝
    で日本語
LuaTeX
2007年から開発開始	

pdfTeXと同様,TeXソースからDVIを経由せずPDFを直接出力	

pdfTeXの後継となることが決まっている	

スクリプト言語LuaのコードをTeXソース中に直接記述し実行できる	

バイナリファイル解析やネットワークアクセスなど,Luaの外部ライブラ
リも呼び出し可能	

行分割処理・出力処理など,あらゆる処理をLuaスクリプトでカスタマイ
ズ可能
LuaTeX
defHeron#1#2#3{directlua{!
function Heron(a, b, c)!
local area, s!
if a+b>c and b+c>a and c+a>b then!
s = (a+b+c)/2!
area = math.sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c))!
else!
area = -1 !
end!
return area!
end!
result = Heron(#1, #2, #3)!
if result > 0 then!
tex.print("area = ".. result)!
else!
tex.print("data error")!
end!
}}!
Heron{3}{4}{5}!
%=> area = 6!
!
Heron{3}{4}{6}!
%=> area = 5.3326822519254!
!
Heron{1}{2}{3}!
%=> data error!
LuaTeX-ja
LuaTeX上で日本語組版を可能にしようというプロジェクト。	

2011年に北川弘典氏らによって始動された。	

単位 zw は zw と書かねばならないなど,pTeXの完全上位互換ではない。	

pTeXの動作で不合理な点は積極的に改善してゆく姿勢。	

グルーに優先度の概念を導入することで,JISの日本語組版規則(JIS X 4051)
へより高い水準で準拠させることが可能。	

和文フォントメトリックもLuaコードで書かれているので,約物間のアキ
なども容易にカスタマイズできる。	

コンパイル速度は遅いものの,横組みについては既に実用レベルに。
LuaTeX-jaはノードベース
ほげ,「ほげ」(ほげ)。!
ほげ,textgt{「ほげ」}(ほげ)。!
ほげ,textgt{inhibitglue 「ほげ」inhibitglue}(ほげ)。
pTeXの欠点
❌
⭕
⭕
LuaTeX-jaはノードベース
ほげ,「ほげ」(ほげ)。!
ほげ,textgt{「ほげ」}(ほげ)。!
ほげ,textgt{inhibitglue 「ほげ」inhibitglue}(ほげ)。
LuaTeX-jaの場合
❌
⭕
⭕
優先度付きグルーによる行長調整
カギ括弧の前後を優先的に詰めて行長調整
派生版TeX
       レジスタ数やプリミティブを拡張 	

      日本語対応版TeX (株式会社アスキー)	

       pTeXにe-TeX拡張を施したもの(北川弘典氏)	

      pTeXの内部処理コードをUnicodeに(田中琢爾氏)	

      upTeXにe-TeX拡張を施したもの	

      DVI形式を経由せず直接PDFを出力するエンジン	

      システムにインストールされているフォントがそのまま使える	

       TeXソース中でスクリプト言語Luaが直接使える
派生版TeXの継承関係
派生版TeXの継承関係
現在日本
で主流
先進的
エンジン
欧米で主流
起動コマンド名とTeXエンジン
tex Knuth’s TeX
latex e-TeX + LaTeX
etex e-TeX
ptex pTeX
platex e-pTeX + LaTeX
eptex e-pTeX
uptex upTeX
uplatex e-upTeX + LaTeX
euptex e-upTeX
pdftex pdfTeX pdflatex pdfTeX + LaTeX
xetex XeTeX xelatex XeTeX + LaTeX
luatex LuaTeX lualatex LuaTeX + LaTeX
起動コマンド名とTeXエンジン
tex Knuth’s TeX
latex e-TeX + LaTeX
etex e-TeX
ptex pTeX
platex e-pTeX + LaTeX
eptex e-pTeX
uptex upTeX
uplatex e-upTeX + LaTeX
euptex e-upTeX
pdftex pdfTeX pdflatex pdfTeX + LaTeX
xetex XeTeX xelatex XeTeX + LaTeX
luatex LuaTeX lualatex LuaTeX + LaTeX
e-TeX拡張が有効
TeXの進歩
KnuthオリジナルのTeXは1990年の終結宣言以来,7度しかアップ
デートされていない。	

しかし派生版TeXは日進月歩に進化を続けている。	

我々が日常的に用いているのはe-TeX拡張が有効になった派生版。	

パッケージや周辺ツールも含めると,毎日のようにアップデートが
ある。	

TeX Live なら環境を随時最新版にアップデートできる。	

一昔前の“TeXの常識”が,今では時代遅れになっていることも。
dvipdfm か dvipdfmx か
かつては……
“dvipdfmx を使う場合も
usepackage[dvipdfm]{graphicx}
と書きましょう”
現在では……
usepackage[dvipdfmx]{graphicx}
([dvipdfm] のままでは色々とトラブルの原因になります)
PDFプレビュー
従来は TeX→DVI とした後,dviout や xdvi でプレ
ビューするのが一般的だった。	

しかしDVIのままでは図やフォントを正しくプレ
ビューできる保証がない。	

現在ではPDFの描画が高速化した。
現在ではPDFプレビューが一般的・推奨
PDFプレビュー
DVI → PDF は,dvipdfmx を用いてフォント埋め込みするのが推奨。	

TeX Live 付属の ptex2pdf スクリプトを用いれば,TeX → DVI → PDF
が自動化される。	

Adobe Reader / Adobe Acrobat は開いているPDFをロックしたり,開い
ているPDFの更新を反映しないなど,作業中のプレビュー環境として
は不適当。	

SumatraPDF (Windows) / Preview.app (Mac) などは自動更新対応。	

TeXworks (Win,Mac,Linux) / TeXShop (Mac) などの統合環境もPDFプレ
ビュー対応。
LaTeXと図版
かつては……
“LaTeXに挿入する図版はEPS形式で作成”
現在では……
“図版はPDF形式で作成”
PDFで図版作成する理由
pdfTeXやdvipdfmxによって最終出力をPDFで得るのであれば,初めから
PDFで図版作成しておく方が直接的。	

EPS形式で図版作成すると,PDF化のたびに毎回 ghostscript が起動して
PDFへの変換を行うため,コンパイル時間が圧倒的に延びてしまう。	

コンパイル時に必要に応じて extractbb が自動起動しxbbファイルを作
成するので,図版のサイズも自動的に取得できる。
Illustratorなどで作成する図版はPDF形式で!
+ PDFプレビュー
LaTeX上での図版作成⑴
picture環境:LaTeX2e標準。簡単な図が描けるが制約が強い。	

円板の直径は15pt以下	

直線の傾きは n/m (m, nは絶対値が6以下の整数)のみ	

楕円は実際には四分円と直線をつないだだけの角丸長方形
epic.sty:picture環境の制約下で任意の二点を結ぶ直線などを近似的に
実現。
eepic.sty / pict2e.sty:DVIware(dvipdfmx/dvipsなど)の機能を用いて
picture環境の制約を取り払い,任意の直線や楕円を描けるように。
LaTeX上での図版作成⑵
PSTricks:DVIファイルにPostScriptの命令を埋め込むことで描画
長所:PostScriptの高度な機能をフルに使えるため極めて高度
な描画ができる。アニメーション生成すら可能。
短所:DVIwareを厳しく選ぶ。PostScriptを解釈せねばならな
いので,dvipdfmxは不可。dvips + Adobe Distiller でPDF化する
のが標準的(pdfTeXやXeTeXも可)。
PSTricks
%% pstricks.sty / pst-3dplot.sty をロードしておく!
begin{pspicture}(-5,-5)(5,5)!
psset{Beta=20,Alpha=50,linewidth=0.1pt,linecolor=blue}!
parametricplotThreeD[xPlotpoints=500,yPlotpoints=100](80,360)(0,360){%!
! /k 2 def /k2 4 def!
! t cos k mul 3 u sin k mul add mul!
! t sin k mul 3 u sin k mul add mul!
! u cos k2 mul}!
parametricplotThreeD[yPlotpoints=200](0,360)(80,360){%!
! /k 2 def /k2 4 def!
! u cos k mul 3 t sin k mul add mul!
! u sin k mul 3 t sin k mul add mul!
! t cos k2 mul}!
parametricplotThreeD[xPlotpoints=100,yPlotpoints=2,!
linecolor=red,linewidth=2pt](0,360)(80,360){%!
! /k 2 def /k2 4 def!
! u cos k mul 3 t sin k mul add mul!
! u sin k mul 3 t sin k mul add mul!
! t cos k2 mul}!
end{pspicture}
PSTricks
LaTeX上での図版作成⑶
!
picture環境 + pict2e の場合と同様に,DVIファイルに
DVIwareに対する描画命令を書き込む	

PSTricksと異なりPostScriptの命令は使わない	

dvipdfmx / dvips / pdfTeX / XeTeX / LuaTeX の全てをサポート	

PGFが描画エンジン,TikZはそのフロントエンド	

自然な文法で高度な図版が描画可能
PGF / TikZ
PGF / TikZ
PGF / TikZ
begin{tikzpicture}[->,>=stealth',shorten >=1pt,auto,node distance=3cm,!
thick,main node/.style={circle,fill=blue!20,draw,font=sffamilyLarge
bfseries}]!
node[main node] (1) {1};!
node[main node] (2) [below left of=1] {2};!
node[main node] (3) [below right of=2] {3};!
node[main node] (4) [below right of=1] {4};!
path[every node/.style={font=sffamilysmall}]!
(1) edge node [left] {0.6} (4)!
edge [bend right] node[left] {0.3} (2)!
edge [loop above] node {0.1} (1)!
(2) edge node [right] {0.4} (1)!
edge node {0.3} (4)!
edge [loop left] node {0.4} (2)!
edge [bend right] node[left] {0.1} (3)!
(3) edge node [right] {0.8} (2)!
edge [bend right] node[right] {0.2} (4)!
(4) edge node [left] {0.2} (3)!
edge [loop right] node {0.6} (4)!
edge [bend right] node[right] {0.2} (1);!
end{tikzpicture} 完成図
TikZで3Dグラフ
documentclass{article}!
usepackage{tikz}!
usepackage{tikz-3dplot}!
begin{document}!
tdplotsetmaincoords{70}{135}!
!
begin{tikzpicture}[line join=bevel,tdplot_main_coords,fill opacity=.7]!
tdplotsphericalsurfaceplot[parametricfill]{72}{36}%!
{5*sin(tdplottheta)*cos(tdplottheta)}{black}{tdplotphi}{}{}{}%!
end{tikzpicture}!
!
end{document}
TikZで3Dグラフ
TikZでこんな図も
参考文献
1) 八登崇之『日本人の知らないTeX — TeX の過去・現在・未来』,TeXユーザの
集い2010 発表資料, http://zrbabbler.sp.land.to/texconf10.html.!
2) 八登崇之. En toi Pythmeni tes TeXnopoleos[電脳世界の奥底にて].!
a. BXjsarticle, http://zrbabbler.sp.land.to/bxjscls.html.!
b. ZXjatype, http://zrbabbler.sp.land.to/zxjatype.html.!
c. BXpict2e, http://zrbabbler.sp.land.to/bxpict2e.html.!
3) 八登崇之. マクロツイーター.!
a. “zxjatype が(実は)アレな話”. http://d.hatena.ne.jp/
zrbabbler/20131204/1386178094.!
b. “ギリシャ語ネタのための LaTeX”. http://d.hatena.ne.jp/
zrbabbler/20140118/1390070325.!
4) 八登崇之. “日本人のための LaTeX タブー集 ∼画像読込編∼”. Qiita,
http://qiita.com/zr_tex8r/items/5413a29d5276acac3771.
参考文献
5) 吉村 優. “TeX処理系御伽話”. http://qiita.com/_yyu_/items/
6404656f822ce14db935.!
6) LuaTeX-jaパッケージドキュメント. http://sourceforge.jp/projects/
luatex-ja/wiki/Documentation.!
7) upTeXドキュメント. http://homepage3.nifty.com/ttk/comp/tex/
uptex.html.!
8) “PSTricks examples”. TUG, http://tug.org/PSTricks/.!
9) “TikZ and PGF examples”. TeXample.net, http://www.texample.net/
tikz/examples/.!
10)“How to make dominoes falling?”. TeX — LaTeX Stack Exchange,
http://tex.stackexchange.com/questions/149828/how-to-make-
dominoes-falling.

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