XeLaTeX/LuaLaTeX 設(shè)置

原文：Typesetting With XeLaTeX/LuaLaTeX

譯者：飛龍

協(xié)議：CC BY-NC-SA 4.0

使用 pgf 后端，matplotlib 可以將圖形導(dǎo)出為可以使用 pdflatex，xelatex 或 lualatex 處理的 pgf 繪圖命令。 XeLaTeX 和 LuaLaTeX 具有完整的 unicode 支持，可以使用安裝在操作系統(tǒng)中的任何字體，利用 OpenType，AAT 和 Graphite 的高級(jí)排版功能。 由plt.savefig('figure.pgf')創(chuàng)建的 Pgf 圖片可以作為原始命令嵌入到 LaTeX 文檔中。 圖形也可以通過(guò)切換到該后端，直接編譯并使用plt.savefig('figure.pdf')保存到 PDF。

matplotlib.use('pgf')

或者為處理 PDF 輸出而注冊(cè)它：

from matplotlib.backends.backend_pgf import FigureCanvasPgf
matplotlib.backend_bases.register_backend('pdf', FigureCanvasPgf)

第二種方法允許你繼續(xù)使用常規(guī)的交互式后端，并從圖形用戶界面保存 xelatex，lualatex 或 pdflatex 編譯的 PDF 文件。

Matplotlib 的 pgf 支持需要最新的 LaTeX 安裝，包括 TikZ/PGF 軟件包（如 TeXLive），最好安裝 XeLaTeX 或 LuaLaTeX。 如果你的系統(tǒng)上存在 pdftocairo 或 ghostscript，也可以選擇將圖形保存為 PNG 圖像。 所有應(yīng)用程序的可執(zhí)行文件必須位于PATH中。

控制 pgf 后端行為的 Rc 參數(shù)：

注意

TeX 定義了一系列特殊字符，例如：

# $ % & ~ _ ^ \ { }

通常，這些字符必須正確轉(zhuǎn)義。一些字符（_，^，%）會(huì)自動(dòng)在數(shù)學(xué)環(huán)境之外轉(zhuǎn)義。

字體規(guī)定

用于獲取文本元素大小，或?qū)D形編譯為 PDF 的字體通常在 matplotlib rc 參數(shù)中定義。 你還可以通過(guò)清除font.serif，font.sans-serif或font.monospace的列表來(lái)使用 LaTeX 默認(rèn)的 Computer Modern 字體。 請(qǐng)注意，這些字體的字形覆蓋范圍非常有限。 如果要保留 Computer Modern 字體，但需要擴(kuò)展 Unicode 編碼支持，請(qǐng)考慮安裝 Computer Modern Unicode 字體 CMU Serif，CMU Sans Serif 等。

保存到.pgf時(shí)，matplotlib 用于圖形布局的字體配置包含在文本文件的標(biāo)題中。

# -*- coding: utf-8 -*-

import matplotlib as mpl
mpl.use("pgf")
pgf_with_rc_fonts = {
    "font.family": "serif",
    "font.serif": [],                   # use latex default serif font
    "font.sans-serif": ["DejaVu Sans"], # use a specific sans-serif font
}
mpl.rcParams.update(pgf_with_rc_fonts)

import matplotlib.pyplot as plt
plt.figure(figsize=(4.5,2.5))
plt.plot(range(5))
plt.text(0.5, 3., "serif")
plt.text(0.5, 2., "monospace", family="monospace")
plt.text(2.5, 2., "sans-serif", family="sans-serif")
plt.text(2.5, 1., "comic sans", family="Comic Sans MS")
plt.xlabel(u"μ is not $\\mu$")
plt.tight_layout(.5)

自定義序言

通過(guò)將你的命令添加到序言中，你可以完全自定義它。 如果要配置數(shù)學(xué)字體（例如使用 unicode-math）或加載其他軟件包，請(qǐng)使用pgf.preamble參數(shù)。 此外，如果你想自己做字體配置，而不是使用 rc 參數(shù)中指定的字體，請(qǐng)確保禁用pgf.rcfonts。

# -*- coding: utf-8 -*-
from __future__ import (absolute_import, division, print_function,
                        unicode_literals)

import six

import matplotlib as mpl
mpl.use("pgf")
pgf_with_custom_preamble = {
    "font.family": "serif", # use serif/main font for text elements
    "text.usetex": True,    # use inline math for ticks
    "pgf.rcfonts": False,   # don't setup fonts from rc parameters
    "pgf.preamble": [
         "\\usepackage{units}",         # load additional packages
         "\\usepackage{metalogo}",
         "\\usepackage{unicode-math}",  # unicode math setup
         r"\setmathfont{xits-math.otf}",
         r"\setmainfont{DejaVu Serif}", # serif font via preamble
         ]
}
mpl.rcParams.update(pgf_with_custom_preamble)

import matplotlib.pyplot as plt
plt.figure(figsize=(4.5,2.5))
plt.plot(range(5))
plt.xlabel("unicode text: я, ψ, €, ü, \\unitfrac[10]{°}{μm}")
plt.ylabel("\\XeLaTeX")
plt.legend(["unicode math: $λ=∑_i^∞ μ_i^2$"])
plt.tight_layout(.5)

選擇 TeX 系統(tǒng)

matplotlib 使用的 TeX 系統(tǒng)由pgf.texsystem參數(shù)選擇。 可能的值為xelatex（默認(rèn)值），lualatex和pdflatex。 請(qǐng)注意，當(dāng)選擇pdflatex時(shí)，必須在序言中配置字體和 unicode 處理。

# -*- coding: utf-8 -*-

import matplotlib as mpl
mpl.use("pgf")
pgf_with_pdflatex = {
    "pgf.texsystem": "pdflatex",
    "pgf.preamble": [
         r"\usepackage[utf8x]{inputenc}",
         r"\usepackage[T1]{fontenc}",
         r"\usepackage{cmbright}",
         ]
}
mpl.rcParams.update(pgf_with_pdflatex)

import matplotlib.pyplot as plt
plt.figure(figsize=(4.5,2.5))
plt.plot(range(5))
plt.text(0.5, 3., "serif", family="serif")
plt.text(0.5, 2., "monospace", family="monospace")
plt.text(2.5, 2., "sans-serif", family="sans-serif")
plt.xlabel(u"μ is not $\\mu$")
plt.tight_layout(.5)

故障排除

請(qǐng)注意，在一些 Linux 發(fā)行版和 MiKTeX 安裝中發(fā)現(xiàn)的 TeX 包已經(jīng)過(guò)時(shí)了。確保更新你的軟件包目錄并升級(jí)或安裝最新的 TeX 發(fā)行版。
在 Windows 上，可能需要修改PATH環(huán)境變量來(lái)包含 latex，dvipng 和 ghostscript 可執(zhí)行文件的目錄。詳細(xì)信息請(qǐng)參閱環(huán)境變量和在窗口中設(shè)置環(huán)境變量。
Windows 上的限制會(huì)導(dǎo)致后端保留由應(yīng)用程序打開(kāi)的文件句柄。因此，可能無(wú)法刪除相應(yīng)的文件，直到應(yīng)用程序關(guān)閉（參見(jiàn)#1324）。
有時(shí)保存到 png 圖像的圖形中的字體非常糟糕。這在 pdftocairo 工具不可用，并且 ghostscript 用于 pdf 到 png 的轉(zhuǎn)換時(shí)發(fā)生。
確保你想要做的事情在 LaTeX 文檔中可實(shí)現(xiàn)，你的 LaTeX 語(yǔ)法是有效的，并且你正在使用原始字符串，如果必要的話，避免意外的轉(zhuǎn)義序列。
pgf.preamble rc設(shè)置提供了大量的靈活性，以及導(dǎo)致問(wèn)題的許多方法。遇到問(wèn)題時(shí)，嘗試最小化或禁用自定義序言。
配置 unicode-math 環(huán)境可能有點(diǎn)棘手。例如 TeXLive 分發(fā)版提供了一組通常不在系統(tǒng)范圍內(nèi)安裝的數(shù)學(xué)字體。與 LuaLatex 不同的是，XeTeX 不能根據(jù)名字找到這些字體，這就是你可能必須指定\setmathfont{xits-math.otf}，而不是\setmathfont{XITS Math}的原因，或者使字體可用于你的操作系統(tǒng)。更多詳細(xì)信息請(qǐng)參閱這個(gè)tex.stackexchange.com的問(wèn)題。
如果 matplotlib 使用的字體配置不同于你的 LaTeX 文檔中的字體設(shè)置，則導(dǎo)入圖形中的文本元素對(duì)齊可能會(huì)關(guān)閉。如果你不確定 matplotlib 用于布局的字體，請(qǐng)檢查.pgf文件的標(biāo)題。
如果圖中有很多對(duì)象，矢量圖像和.pgf文件可能變得臃腫。這可能是圖像處理或非常大的散點(diǎn)圖的情況。在極端情況下，這可能導(dǎo)致 TeX 內(nèi)存不足：TeX capacity exceeded, sorry（TeX 容量過(guò)大，對(duì)不起）。你可以配置 LaTeX 來(lái)增加可用于生成.pdf圖像的內(nèi)存量，請(qǐng)見(jiàn)tex.stackexchange.com上討論的問(wèn)題。另一種方法是使用rasterized = True關(guān)鍵字，或者根據(jù)本示例的.set_rasterized(True)『柵格化』圖形的某些導(dǎo)致問(wèn)題部分。
如果你仍需要幫助，請(qǐng)參閱獲取幫助。