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# 基于 OpenType 的数学排版：STIX2 OpenType 字体简介

## 引言

在本文中，我们简要介绍 STIX2 字体——由……制作的最新一套高质量 OpenType 文本和数学字体 [科学与技术信息交换（STIX）字体项目](http://www.stixfonts.org)。为了帮助使用和理解 STIX2 字体，Overleaf 很高兴提供以下资源：

* 一份 [Overleaf 模板](#an-overleaf-template-with-the-stix2-fonts) ，其中已加载并配置好 STIX2 字体，可直接使用；
* a [简短视频](#browsing-the-stix2-math-font-a-video-and-a-glyph-table) 展示 STIX2Math.otf 数学字体中包含的大量字形；
* a [详细字形表](#browsing-the-stix2-math-font-a-video-and-a-glyph-table) 用于 STIX2Math.otf，由 LuaTeX（LuaLaTeX）生成并供其使用。

## STIX 概述

STIX 字体的开发由……资助并管理 [STI Pub](http://www.stixfonts.org/stipubs.html)，这是一个由数学、科学和技术类书籍与期刊出版商组成的联盟：

* [美国数学学会](http://www.ams.org)
* [美国物理学会](http://www.aps.org)
* [美国物理学研究所](http://www.aip.org)
* [美国化学学会](http://www.chemistry.org)
* [电气与电子工程师学会有限公司](http://www.ieee.org)
* [爱思唯尔](http://www.elsevier.com)

STIX 字体 1.0 版于 2010 年 5 月 24 日发布，随后又发布了若干中间版本——最新版本可从……下载 [GitHub 仓库](https://github.com/stipub/stixfonts)。当前的 STIX 字体版本 2 于 2016 年 12 月 1 日发布，为一个历时超过 20 年的项目带来了最新一套字体， [跨越 20 多年](http://www.stixfonts.org/proj_timeline.html)。2 版发布中包含 5 款 OpenType 字体：

* STIX2Math.otf
* STIX2Text-Bold.otf
* STIX2Text-BoldItalic.otf
* STIX2Text-Italic.otf
* STIX2Text-Regular.otf

随附的发行说明指出：

> “STIX 字体 2.0.0 版，现在称为‘STIX Two’，是由著名字型公司 [Tiro Typeworks](http://www.tiro.com/)进行的一次彻底修订。STIX Two 字体由四款文本字体（Regular、Italic、Bold 和 Bold Italic）以及一款数学字体组成。它们共同提供了一套统一的字体，可在整个制作流程中使用，无论是传统的纯印刷流程、完全电子化的流程，还是两者的结合。”

### 我在哪里可以获取 STIX2 字体？

STIX 字体的最新版本可以 [从 GitHub 下载](https://github.com/stipub/stixfonts).

## STIX2/OpenType：仅供 XeTeX 和 LuaTeX 使用

STIX2 字体专为现代 TeX 引擎——LuaTeX 和 XeTeX——而设计，因为这些引擎能够使用 OpenType 字体，并且都支持基于 OpenType 的数学排版。你可以在 Plain TeX 中使用 STIX2 字体（使用 LuaTeX 或 XeTeX），但你需要进行大量配置（设置数学代码等）才能在 Plain TeX 中启用它们。这个很棒的 [tex.stackexchange 上的示例](https://tex.stackexchange.com/questions/178753/changing-math-fonts-with-luaotfload-in-plain-tex) 展示了你需要进行的那类配置——针对数千个字符。幸运的是，对于 LaTeX 用户， [unicode-math 宏包](https://ctan.org/pkg/unicode-math?lang=en) 已经为你完成了所有这些艰苦工作。

要让文本和数学内容都使用 STIX2 字体排版，你只需使用 [fontspec 宏包](https://ctan.org/pkg/fontspec?lang=en) 宏包（用于配置 STIX2 文本字体）以及 [unicode-math 宏包](https://ctan.org/pkg/unicode-math?lang=en) 来配置并启用 STIX2 数学字体。

## 奠定基础：Unicode 数学编码

STIX 字体制作的一个关键前提是创建一份全面/权威的符号清单，这些符号是供需要书写和发布数学内容的人使用的——字体中应该包含哪些符号（字形）？通过文献检索、与出版商联络、与作者群体磋商以及考察现有技术标准，构建了这样一份清单，并向 Unicode 技术委员会提交申请，要求正式批准将这些符号集合纳入 Unicode 标准。就 Unicode 而言，数学排版有特殊挑战，因为外观略有不同的字形在语义上实际上可能有很大差异，因此需要分别编码。

关于获得 Unicode 正式批准的一些有趣背景，可参见论文 [Unicode 与数学，一个时机已到的组合——终于来了！](https://www.tug.org/TUGboat/tb21-3/tb68beet.pdf) 由 Barbara Beeton（AMS）撰写，她的工作对 STIX 项目的成功起到了关键作用。想了解更多背景信息的读者也可以阅读 [Unicode® 技术报告 #25：数学的 Unicode 支持](http://www.unicode.org/reports/tr25/).

## 另一个里程碑：微软开创的基于 OpenType 的数学排版

获得 Unicode 批准以编码大量数学字符（符号）是制作 STIX 字体的关键第一步。另一个重要组成部分是对 OpenType 字体规范的扩展，使 OpenType 字体能够包含数学排版引擎所需的附加数据。这一工作由微软通过以下方式开创： [OpenType 字体中的 MATH 表规范](https://www.microsoft.com/typography/otspec/math.htm) 并随 Microsoft Word 2007 首次亮相，其中包含一个新的、功能非常强大的排版引擎以及第一款 OpenType 数学字体：Cambria Math。更多背景可参见文章 [《Office 2007 中数学文本的高质量编辑与显示》](https://blogs.msdn.microsoft.com/murrays/2006/09/13/high-quality-editing-and-display-of-mathematical-text-in-office-2007/) （作者 Murray Sargent 教授）。

基于 TeX 的数学排版涉及 TeX 排版引擎内置算法与用于数学排版的字体之间复杂的相互作用。专为数学设计的字体需要包含若干参数，这些参数用于 TeX 排版引擎深处的大小/位置计算。OpenType 规范定义的 MATH 表参数详见 [这里](https://www.microsoft.com/typography/otspec/math.htm).

## TeX 引擎也随之跟进

TeX 引擎支持基于 OpenType 的数学排版是一个自然而然的进展，正如演讲 [OpenType 数学排版的现状](http://www.gust.org.pl/bachotex/2011-en/presentations/Vieth_1_2011) （Ulrik Vieth，2011）中所指出，XeTeX 在 0.97 版（2007）中引入了对 OpenType 数学的支持，而 LuaTeX 在 0.4 版（2009）中加入了该支持。LuaTeX 和 XeTeX 的实现通常会产生兼容的结果，但两种引擎在行为上可能会有一些细微差异/不同。

想探索传统 TeX 字体或较新的 OpenType 字体所需参数的读者，可以参考 `unicode-math` 宏包 [文档](http://mirrors.ctan.org/macros/latex/contrib/unicode-math/unicode-math-code.pdf) 中包含的一个附录，其中列出了所有传统（传统式）TeX 数学字体参数，以及 XeTeX 使用的新（OpenType）参数。 [LuaTeX 参考手册](http://www.luatex.org/svn/trunk/manual/luatex.pdf) 第 6 章也同样列出了 LuaTeX 数学排版引擎使用的参数。

## 带有 STIX2 字体的 Overleaf 模板

在撰写本文时（2017 年），STIX2 字体尚未包含在最新的 TeX Live 发行版中。为了帮助你在 Overleaf 上使用 STIX2 字体，我们准备了一个“入门”模板，其中已加载并配置好 STIX2 字体，可通过 `fontspec` 和 `unicode-math`使用。 `fontspec` 和 `unicode-math` 当然，你也可以根据自己的具体需求，重新配置这些

该模板可在 [Overleaf 画廊](https://www.overleaf.com/latex/templates/using-the-stix2-opentype-fonts-with-lualatex-or-xelatex/hdfvhzqmhnpx).

## 浏览 STIX2 数学字体：视频与字形表

STIX2 数学字体（STIX2Math.otf）包含了大量符号——正如你在这段简短视频（无声）中看到的那样，字形超过 5,200 个，视频展示了该字体在 FontLab Studio 中打开后的样子：

{% embed url="<https://www.youtube.com/embed/FmxYH7lwNO0>" %}

如果你想进一步探索 STIX2 数学字体（STIX2Math.otf），我们已经使用 LuaTeX 制作了一份 [详细字形表](https://www.filepicker.io/api/file/Gkmlty9USh2B52EFReAw) （PDF 约 560kb）——表格化数据旨在供 LuaTeX 使用。

[![{{{alt}}}](/files/9b04753e6d055a3775f7d0b0529b8903fb51bb2d)](https://www.filepicker.io/api/file/Gkmlty9USh2B52EFReAw)

## 进一步阅读

对了解更多 TeX 数学排版感兴趣的读者，可能会想阅读以下一些优秀论文和文章：

* [TeX 中的数学排版：好、坏与丑](https://www.ntg.nl/maps/26/27.pdf) （Ulrik Vieth 著）
* [附录 G 详解](https://www.tug.org/TUGboat/tb27-1/tb86jackowski.pdf) （Bogusław Jackowski 著）
* [OpenType 数学详解](https://www.tug.org/~vieth/papers/bachotex2009/ot-math-paper.pdf) （Ulrik Vieth 著）
* [理解数学排版的美学](http://www.gust.org.pl/projects/e-foundry/math/math-support/vieth2008.pdf) （Ulrik Vieth 著）
* [LuaTEX 0.40 中的数学](https://www.ntg.nl/maps/38/04.pdf) （Taco Hoekwater 著）


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