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# 基於 OpenType 的數學排版：STIX2 OpenType 字型簡介

## 簡介

在本文中，我們將簡要介紹 STIX2 字型，這是由 [科學與技術資訊交換（STIX）字型專案](http://www.stixfonts.org)。為了協助使用與理解 STIX2 字型，Overleaf 很高興提供下列資源：

* 一個 [Overleaf 範本](#an-overleaf-template-with-the-stix2-fonts) 其中載入並設定好了 STIX2 字型，可直接使用；
* a [短影片](#browsing-the-stix2-math-font-a-video-and-a-glyph-table) 展示 STIX2Math.otf 數學字型中豐富的字形；
* a [詳細字形表](#browsing-the-stix2-math-font-a-video-and-a-glyph-table) 針對 STIX2Math.otf 製作，並供 LuaTeX（LuaLaTeX）使用的。

## STIX 概覽

STIX 字型的開發是透過 [STI Pub](http://www.stixfonts.org/stipubs.html)，一個由數學、科學與技術書籍及期刊出版商組成的聯盟：

* [美國數學學會](http://www.ams.org)
* [美國物理學會](http://www.aps.org)
* [美國物理研究所](http://www.aip.org)
* [美國化學學會](http://www.chemistry.org)
* [電機與電子工程師學會公司](http://www.ieee.org)
* [Elsevier](http://www.elsevier.com)

STIX 字型 1.0 版於 2010 年 5 月 24 日發布，之後又有其他中間版本發布——最新版本可從 [GitHub 儲存庫](https://github.com/stipub/stixfonts)下載。STIX 字型目前的版本為第 2 版，於 2016 年 12 月 1 日發布，帶來了這個綿延超過 20 年的專案所產生的最新一套字型。 [綿延超過 20 年](http://www.stixfonts.org/proj_timeline.html)。第 2 版發行中包含 5 款 OpenType 字型：

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

隨附的發行說明指出：

> 「STIX 字型的 2.0.0 版，現在稱為『STIX Two』，是由享譽盛名的字型工作室 [Tiro Typeworks](http://www.tiro.com/)所進行的一次徹底修訂。STIX Two 字型由四款文字字型（Regular、Italic、Bold 和 Bold Italic）及一款數學字型組成。兩者合起來提供了一套一致的字型，可在整個製作流程中使用，無論是傳統的純印刷流程、完全電子化的流程，或兩者結合的流程。」

### 我在哪裡可以取得 STIX2 字型？

STIX 字型的最新版本可以 [從 GitHub 下載](https://github.com/stipub/stixfonts).

## STIX2/OpenType：僅供 XeTeX 與 LuaTeX 使用

STIX2 字型是為現代 TeX 引擎——LuaTeX 與 XeTeX——所設計，因為這些引擎能夠使用 OpenType 字型，且都支援基於 OpenType 的數學排版。你可以在 Plain TeX 中使用 STIX2 字型（使用 LuaTeX 或 XeTeX），但你需要進行大量設定（例如設定 math codes 等）才能在 Plain TeX 中啟用它們。這篇優秀的 [tex.stackexchange 上的範例](https://tex.stackexchange.com/questions/178753/changing-math-fonts-with-luaotfload-in-plain-tex) 顯示出你需要進行的設定類型——針對數千個字元。幸好對 LaTeX 使用者而言， [unicode-math 套件](https://ctan.org/pkg/unicode-math?lang=en) 已經替你完成了所有這些艱鉅的工作。

若要讓文字與數學都以 STIX2 字型排版，你只需要使用 [fontspec 套件](https://ctan.org/pkg/fontspec?lang=en) 套件（用來設定 STIX2 文字字型），以及 [unicode-math 套件](https://ctan.org/pkg/unicode-math?lang=en) 來設定並啟用 STIX2 數學字型。

## 奠定基礎：Unicode 數學編碼

STIX 字型製作的一項關鍵前置條件，是建立一份全面／權威的清單，列出那些需要撰寫與出版數學內容的人所使用的符號——哪些符號（字形）應該包含在字型中？透過文獻搜尋、與出版商聯繫、諮詢作者社群以及檢視既有技術標準，這樣的清單得以建立，並向 Unicode 技術委員會提出申請，要求正式核准將這套符號納入 Unicode 標準。就 Unicode 而言，數學具有特定挑戰，因為某些字形外觀略有不同，但實際語意卻大不相同，因此必須分別編碼。

關於取得正式 Unicode 核准的有趣背景，可參見論文 [Unicode 與數學，時機已到的組合——終於來了！](https://www.tug.org/TUGboat/tb21-3/tb68beet.pdf) ，作者為 Barbara Beeton（AMS），她的工作對 STIX 專案的成功起了關鍵作用。想了解更多背景資訊的讀者，也可以閱讀 [Unicode® 技術報告第 25 號：UNICODE SUPPORT FOR MATHEMATICS](http://www.unicode.org/reports/tr25/).

## 另一個里程碑：由 Microsoft 開創的基於 OpenType 的數學排版

取得 Unicode 核准以編碼大量數學字元（符號）是製作 STIX 字型的關鍵第一步。另一項重要要素是 OpenType 字型規格的擴充，使 OpenType 字型能包含數學排版引擎所需的額外資料。這項工作由 Microsoft 透過 [OpenType 字型中 MATH 表格的規格](https://www.microsoft.com/typography/otspec/math.htm) ，並在 Microsoft Word 2007 中首次亮相；該版本包含一個全新且非常強大的排版引擎，以及第一款 OpenType 數學字型：Cambria Math。更多背景可參見文章 [Office 2007 中高品質的數學文字編輯與顯示](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）。

基於 TeX 的數學排版，涉及 TeX 排版引擎內建演算法與用於數學排版的字型之間複雜的互動。為數學設計的字型需要包含若干參數，這些參數會在 TeX 排版引擎深處的尺寸／位置計算中使用。OpenType 規格所定義的 MATH 表格參數詳見 [這裡](https://www.microsoft.com/typography/otspec/math.htm).

## TeX 引擎也跟進

TeX 引擎支援基於 OpenType 的數學排版是順理成章的發展，而如簡報中所提到的 [OpenType 數學排版的現況](http://www.gust.org.pl/bachotex/2011-en/presentations/Vieth_1_2011) （Ulrik Vieth，2011）XeTeX 在 0.97 版（2007）中加入對 OpenType 數學的支援，而 LuaTeX 則在 0.4 版（2009）中加入。LuaTeX 與 XeTeX 的實作通常會產生相容的結果，但兩個引擎的行為之間仍可能有些微差異／不同。

想要深入了解傳統 TeX 字型或較新的 OpenType 字型所需參數的讀者，可以參考 `unicode-math` 套件 [說明文件](http://mirrors.ctan.org/macros/latex/contrib/unicode-math/unicode-math-code.pdf) 中的附錄，其中列出了所有傳統（舊式）TeX 數學字型參數，以及 XeTeX 所使用的新（OpenType）參數。 [LuaTeX 參考手冊](http://www.luatex.org/svn/trunk/manual/luatex.pdf) 第 6 章也同樣列出了 LuaTeX 數學排版引擎所使用的參數。

## 一個包含 STIX2 字型的 Overleaf 範本

撰寫本文時（2017 年），STIX2 字型尚未包含在最新的 TeX Live 發行版中。為了幫助你在 Overleaf 上使用 STIX2 字型，我們準備了一個「入門」範本，其中已載入並設定好 STIX2 字型，可透過 `fontspec` 和 `unicode-math`。 `fontspec` 和 `unicode-math` 當然，你也可以自由重新設定這些套件的選項，使其更符合你的特定需求。

該範本可在 [Overleaf 圖庫](https://www.overleaf.com/latex/templates/using-the-stix2-opentype-fonts-with-lualatex-or-xelatex/hdfvhzqmhnpx).

## 瀏覽 STIX2 數學字型：影片與字形表

STIX2 數學字型（STIX2Math.otf）包含豐富的符號——超過 5,200 個字形，如這段短影片（無聲）所示，影片中顯示了在 FontLab Studio 內開啟該字型：

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

如果你有興趣進一步探索 STIX2 數學字型（STIX2Math.otf），我們已使用 LuaTeX 製作了一份 [詳細字形表](https://www.filepicker.io/api/file/Gkmlty9USh2B52EFReAw) （PDF 約 560kb）——表格化資料是為 LuaTeX 使用而設計的。

[![{{{alt}}}](/files/9cd7443d270d373154da87c471bfb9ff36395497)](https://www.filepicker.io/api/file/Gkmlty9USh2B52EFReAw)

## 延伸閱讀

有興趣進一步了解 TeX 數學排版的讀者，可能會想閱讀以下幾篇優秀論文與文章：

* [TeX 中的數學排版：好、壞與醜](https://www.ntg.nl/maps/26/27.pdf) （Ulrik Vieth 著）
* [附錄 G 闡釋](https://www.tug.org/TUGboat/tb27-1/tb86jackowski.pdf) （Bogusław Jackowski 著）
* [OpenType 數學闡釋](https://www.tug.org/~vieth/papers/bachotex2009/ot-math-paper.pdf) （Ulrik Vieth 著）
* [理解數學排版的美學](http://www.gust.org.pl/projects/e-foundry/math/math-support/vieth2008.pdf) （Ulrik Vieth 著）
* [LuaTEX 0.40 中的數學](https://www.ntg.nl/maps/38/04.pdf) （Taco Hoekwater 著）


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