Tästä ohjeesta

Tämä ohje on tarkoitettu Latex-ladontajärjestelmän itseopiskeluun sellaiselle henkilölle, joka ei ole sitä koskaan aikaisemmin käyttänyt. Ohje on kirjoitettu sillä tavoin, että lukija oppisi mahdollisimman nopeasti kirjoittamaan Latexin avulla perustekstiä, joka ei vaadi monimutkaisia muotoiluja. Aiheet ja esimerkit on ensisijaisesti suunnattu luonnontieteiden ja matematiikan tarpeisiin, mutta lukijalta ei edellytetä vahvoja ohjelmointi- tai tietojenkäsittelytaitoja.

Latex on hyvin monipuolinen järjestelmä eikä mikään ohje kata sen kaikkia ulottuvuuksia. Tästä ohjeesta on tietoisesti riisuttu kaikki sellainen, mikä ei näy aloittelevan kirjoittajan jokapäiväisessä käytössä. Ohje lähtee liikkeelle tekstin kirjoittamisen perusasioista, ja vähitellen mukaan otetaan lisää yksityiskohtia. Ohjeeseen ei kuitenkaan ole pyritty sisällyttämään kaikkea esimerkiksi matemaattisen lopputyön kirjoittamiseen vaadittavaa erityistietoa. Tällaista erityistietoa löytää nykyään vaivattomasti verkosta, ja ohje pyrkiikin opastamaan lukijan etsimään itse tietoa tarvitsemistaan yksityiskohdista.

Ohje on tekstin ja esimerkkien osalta valmis, mutta sitä kehitetään vielä. Tehtäviä löytyy vain muutamasta ensimmäisestä osiosta; niitä lisätään myöhemmin. Ohjeen toiminnallisuutta kehitetään myös ja kaikki palaute on tervetullutta.

Mitä Latex on?

Latex (äännetään ’lateh’) on ladontajärjestelmä, joka on suunniteltu korkealaatuisten tieteellisten dokumenttien luomiseen. Järjestelmä koostuu monista osista, joista kaikista käytetään tämän ohjeen puitteissa vapaasti termiä ”Latex”. Latex on siis muun muassa

• merkkauskieli, jonka komennoilla paljaaseen lähdetekstiin voi liittää ominaisuuksia kuten lihavoinnin, erikoismerkkejä, kaavoja tai otsikkorakenteen
• tietokoneohjelma, joka muuntaa merkinnöillä varustetun lähdetekstin (eli lähdekoodin) valmiiksi PDF-dokumentiksi kaikkine ominaisuuksineen
• kaavatyökalu, joka soveltuu monipuolisuutensa ja tehokkuutensa vuoksi erittäin hyvin matematiikan kirjoittamiseen.

Alla on esimerkki Latexilla tuotetusta dokumentista. Ensimmäisessä laatikossa näkyy lähdekoodi, jonka Latex-kieltä osaava kirjoittaa laatiakseen matematiikan koetehtävän. Värit eivät liity kieleen, vaan ne on lisätty hahmottamisen helpottamiseksi. Toisessa laatikossa näkyy valmis PDF-dokumentti, jonka Latex-ohjelma tuottaa.

Esimerkistä voidaan tehdä muutamia huomioita.

• Tekstin joukossa on komentoja, jotka alkavat \-merkillä, kuten \item, \ref ja \vv. Komentojen sijaan valmiiseen dokumenttiin tulostuu jotain muuta. Edellä mainitut komennot tuottavat dokumenttiin järjestyksessä uuden luettelokohdan, viittauksen a)-kohtaan ja vektorimerkinnän.
• Jotkin komennot ovat muotoa \begin{…} tai \end{…}. Näiden väliin jäävää osaa kutsutaan ympäristöksi. Esimerkissä näkyy esimerkiksi enumerate-ympäristö, joka aikaansaa luettelon sekä bmatrix-ympäristö, joka tuottaa matriisin.
• Luettelokohtia tai ristiviittauksia ei numeroida käsin, vaan Latex numeroi kohdat automaattisesti siinä järjestyksessä kuin ne esiintyvät ja valitsee oikean kirjaimen ristiviittaukseen.
• Matematiikkamerkinnät ympäröidään joko dollarimerkein ($) tai hakasulkukomennoin (\[…\]), ja lopputulos on ammattimaisen näköistä.

Latex ei ole tekstinkäsittelyohjelma

Dokumentin tuottaminen Latexilla eroaa perinteisen tekstinkäsittelyohjelman käytöstä monella tapaa:

• aluksi kirjoitetaan lähdekoodi, joka sitten ”käännetään” valmiiksi dokumentiksi
• lähdekoodia kirjoittaessa lopputuloksen muotoilua ei näe ennen kääntämistä
• tuloksena syntyvää PDF-dokumenttia voi lukea kaikilla laitteilla mutta ei enää muokata.

Yllä mainittujen erojen johdosta Latexin käytön aloittaminen saattaa tuntua hankalalta. Vaikeuksista pääsee kuitenkin nopeasti yli, kun tottuu ajatukseen, että lopputulosta ei tarvitse nähdä tekstiä kirjoittaessa. Latexin käyttämisen hyötyjä tekstinkäsittelyohjelmiin ovat esimerkiksi seuraavat:

• matemaattisten kaavojen tuottaminen on nopeaa ja vaivatonta
• lähdeviittaukset, viittaukset kuviin ja taulukoihin, sisällysluettelot, hakemistot sekä ristiviittaukset eri lukuihin ja toisille sivuille hoituvat Latexilla helposti
• Latex on suunniteltu varta vasten tekstin tyylikkääseen ladontaan, ja Latexilla tuotetun dokumentin ulkoasu onkin yleensä parempi kuin tekstinkäsittelyohjelmalla tuotetun
• matemaattisten alojen tieteelliset julkaisut yleensä vaativat, että käsikirjoitukset laaditaan Latexilla
• Latex-kieltä käytetään muuallakin, kun halutaan latoa matemaattisia kaavoja: esimerkiksi Wikipedia ja monet muut verkkosivut käyttävät MathJax-ohjelmaa, jonka avulla matemaattiset kaavat voi lisätä sivulle suoraan Latex-kielellä.

Latex-tiedoston rakenne

Latex-kielinen lähdekoodi kirjoitetaan tavalliseen tekstitiedostoon, jonka tiedostopäätteeksi valitaan .tex. Tekstitiedoston voi laatia tavallisella tekstieditorilla (esim. Notepad), mutta helpompaa on käyttää erityisesti Latex-koodin kirjoittamiseen suunniteltuja ohjelmia. Näistä ohjelmista on lisätietoa alempana.

Seuraavassa esimerkissä on kokonainen Latex-tiedosto, nimeltään johdanto_tutustu_esim.tex.

Jokainen Latex-tiedosto koostuu kahdesta osasta:

1. Esittelyosa (englanniksi preamble). Esittelyosassa määritellään dokumentin yleiset asetukset kuten sivun mitat, tekstin kieli ja fontit sekä määritellään omia komentoja tai ladataan käyttöön lisäkomentoja esimerkiksi harvinaisempia matematiikkamerkintöjä varten. Esittelyosa (ja koko tiedosto) alkaa \documentclass-komennolla, jolla määritellään dokumenttityyppi (lisätietoja myöhemmässä luvussa). Tämän jälkeen ladataan käyttöön tarvittavat pakkaukset (englanniksi package), joiden avulla määritellään mm. kieliasetukset (myös kieliasetuksista lisää myöhemmässä luvussa).
2. Varsinainen dokumentti. Esittelyosan jälkeen varsinainen teksti kirjoitetaan komentojen \begin{document} ja \end{document} väliin. Ainoastaan näiden komentojen väliin kirjoitettu teksti näkyy lopputuloksessa.

Latexin käyttäminen

Latexilla kirjoittamista varten tarvitset periaatteessa vain tekstieditorin sekä Latex-käännösohjelman. Kannattaa kuitenkin asentaa koneelleen valmis ohjelmistopaketti, joka sisältää sekä käännösohjelman että erityisesti Latexin kirjoittamiseen suunnitellun editorin ja lisäksi yleisimmin tarvittavat lisäpakkaukset. Tällaisia on ilmaiseksi ladattavissa lukuisia eri nimisiä. Yleisimmin käytettyjä on esitelty oheisessa taulukossa.

Jos olet jonkin luonnontieteellisen alan yliopisto-opiskelija, yliopistosi tietokoneille on yleensä asennettu valmiiksi jokin Latex-järjestelmä. Lisätietoja kannattaa kysyä tietojärjestelmien tukihenkilöstöltä, opettajilta tai toisilta opiskelijoilta.

Hiljattain Latex on raivannut tiensä myös pilvipalveluihin. Latexia voi käyttää esimerkiksi Overleaf-verkkosivulla ilman, että tarvitsee asentaa omalle koneelleen mitään. Overleaf tarjoaa myös mahdollisuuden luoda ja muokata dokumentteja yhteistyössä Google Driven tapaan. Toinen mainitsemisen arvoinen pilvieditori on ShareLaTeX.

Tämän ohjeen käyttäminen

Kuten yllä mainittiin, tämä ohje on tarkoitettu Latex-ladontajärjestelmän käytön itseopiskeluun. Ohjetta kannattaa lukea järjestyksessä alusta loppuun. Ohjetta ei ole kirjoitettu kaikenkattavaksi vaan ennemminkin sellaiseksi, jonka avulla pääsee nopeasti ja kevyesti alkuun Latexin opiskelussa.

Ohje sisältää runsaasti esimerkkejä. Jokaisessa esimerkissä on kaksi ikkunaa, joista ensimmäisessä näkyy lähdekoodi ja toisessa valmis PDF-dokumentti. Tilan säästämiseksi lähdekoodista näkyy yleensä vain se osa, joka on esimerkin kannalta mielenkiintoinen. Oikean alakulman kolmella pisteellä merkitystä painikkeesta saa näkyviin koko lähdekoodin.

Esimerkkien alalaidassa on kaksi painiketta. Ensimmäinen avaa kyseisen esimerkin Overleaf-palvelussa, jossa esimerkkiä pääsee itse muokkaamaan ja kokeilemaan. Toisesta painikkeesta voi ladata esimerkin itselleen .tex-tiedostona, jotta sitä voi kokeilla omalla koneellaan.

Esimerkkien lisäksi ohje sisältää tehtäviä. Tehtäviä kannattaa tehdä sitä mukaa kuin lukeminen edistyy. Tehtävät voi tehdä joko avaamalla ne Overleafissa tai lataamalla tiedoston itselleen samoin kuin esimerkit. Lisäksi tehtävän lähdekoodin saa näkyviin valitsemalla ”Näytä koodi”. Ratkaisuehdotuksen saa vastaavasti näkyviin valitsemalla ”Näytä ratkaisu”. Tehtävän tehtyään kannattaa vilkaista, vastaako oma ratkaisu ehdotusta.

Tehtävätyyppejä on erilaisia. Yksinkertaisimmillaan tehtävässä pyydetään lisäämään tai korjaamaan jokin Latex-komento lähdekoodiin. Haastavammissa tehtävissä täytyy itse luoda tekstiä joko mallin tai tehtävänannon mukaan. Lisäksi osa tehtävistä on tiedonhakutehtäviä, joissa harjoitellaan etsimään tietoja sellaisista Latexiin liittyvistä aiheista, joita tämä ohje ei sisällä.

Ohje sisältää myös kaksi testiä. Ensimmäinen sijoittuu suunnilleen ohjeen puoliväliin, ja sillä voi testata, osaako Latexin kirjoittamisen perusperiaatteet. Toinen testi on ohjeen lopussa. Kun osaa vastata oikein toisen testin kysymyksiin, osaa jo luoda tieteellisiä dokumentteja Latexilla vaivatta ja pystyy tarvittaessa etsimään lisäohjeita.

Lähteitä verkossa

Koska mikään Latex-ohje ei ole kaikenkattava, on tärkeää osata etsiä tietoa itse. Internet on tulvillaan hyviä lähteitä tiedonhakuun, ja muutamia keskeisimmistä lähteistä on koottu oheiseen listaan. Näitä lähteitä kannattaa käyttää myös tämän ohjeen tiedonhakutehtäviä tehdessä, jotta lähteet tulevat tutuiksi. Lista ei ole kuitenkaan millään tavalla kattava, vaan siihen on valikoitu ainoastaan muutamia ohjeen laatijan mielestä keskeisimpiä lähteitä.

• Google-hakukone
• StackExchangen Latex-kysymyksille omistettu kyselypalsta
• Englanninkielinen Overleaf-sivuston oppimateriaali
• Edellistä seikkaperäisempi ShareLatex-sivuston oppimateriaali
• Hyvin kattava mutta aloittelijalle hieman raskaslukuinen klassikkoteksti Pitkänpuoleinen johdanto Latex2e:n käyttöön
• American Mathematical Societyn Latexia varten suunnitteleman amsmath-matematiikkapakkauksen opas
• Detexify-työkalu, jolla voi hakea matemaattiselle symbolille Latex-komentoa oman piirroksen perusteella