Content (90.619 Bytes) von Andreas Wilhelm.

LaTeX ist eine – zugegebenermaßen gewöhnungsbedürftige – Makrosprache zur Dokumenterstellung. LaTeX findet seine Stärke in Konsistenz und Modularisierung.

Selbstverständlich darf an dieser Stelle das Hallo-Welt-Programm wie folgt nicht fehlen!

Diese Datei muss noch kompiliert und angezeigt werden. Ich habe zu diesem Zwecke MiKTeX, welches viele hilfreiche Unterprogramme für die Dokumentgenerierung enthält, installiert. Im Folgenden wird das Unterprogramm pdflatex zur Generierung eines PDF-Dokuments verwendet.

Sie erhalten folgendes PDF-Dokument: helloworld.pdf (14.855 Bytes)

Nun da man ein einfaches Beispiel in LaTeX gesehen hat, mag man sich fragen, welche Vorteile ein so langer Quellcode, der außerdem noch sehr kryptisch ist, gegenüber einem einfachen Word-Dokument haben sollte. Diese Frage ist absolut berechtigt, lässt sich jedoch einfach beantworten. LaTeX ermöglicht es dem Anwender nicht nur einfache Textformatierung vorzunehmen, sondern auch komplexere Formatierungen umzusetzen und nimmt einem dabei auch noch zusätzlich Arbeit ab.

In wissenschaftlichen Arbeiten ist es beispielsweise oft von Nöten Formeln in den Text einzuarbeiten. In Word und anderen Office-Programmen ist das oft sehr kompliziert und durch die elende Klickerei sehr zeitaufwendig. LaTeX stellt für solche Aufgaben nützliche Bibliotheken bereit, die eine solche Formatierung erleichtern. Dabei lässt LaTeX keine Wünsche offen. Sogar das Erstellen von endlichen Automaten, komplexen 3D-plots und sogar das Highlighting von Quellcode ist mit wenigen Zeilen möglich.

Deshalb und da aus LaTeX-Dokumenten einfach PDF oder auch DVI Dateien erzeugt werden können, die System unabhängig einsetzbar sind, wird diese Makrosprache sehr häufig eingesetzt. In den naturwissenschaftlichen Bereichen der Universitäten ist sie bereits kaum noch wegzudenken.

Wie man an dem oben gezeigten Hello-World-Beispiel schon sehen kann, gliedert sich ein LaTeX-Dokument in drei Abschnitte. Als erstes wird der Typ des zu erstellenden Dokuments festgelegt, an den verschiedene Formatierungen gebunden sind. Zur Erstellung einfacher Dokumente oder kurzer Artikel verwendet man im Regelfall die Pakete article oder scrartcl, zur Generierung ganzer Diplomarbeiten eher report oder scrreprt und für Bücher book oder scrbook. Möchte man jedoch lieber eine Bildschirmpräsentation halten, verwendet man die Beamer-Klassen. Weitere Pakete ermöglichen auch das einfache Schreiben von Briefen oder Lebensläufen. Der Typ eines Dokuments muss durch das entsprechende Paket festgelegt werden, welches durch den Befehl \dokumentclass{paketname} eingebunden wird. Im folgenden Abschnitt werden weitere Pakete eingebunden, die spezielle Formatierungen, wie zum Beispiel das Erstellen von Tabellen, die Nutzung von mathematischen Formeln oder das Einbinden von Grafiken erlauben. All diese zusätzlichen Pakete können über den Befehl \usepackage{paketname}, der in unserem ersten Beispiel bereits verwendet wurde, eingebunden werden. Außerdem können hier Informationen über das zu erstellende Dokument abgelegt werden. Dies kann neben dem Titel auch das aktuelle Datum und der Autor bzw. die Autoren sein. Wie das im Detail funktioniert werden wir in einem späteren Beispiel sehen. Der letzte Abschnitt enthält nun den eigentlichen Text. Er wird von den beiden Begrenzern \begin{dokument} und \end{dokument} eingeschlossen.

Wie Ihnen sicherlich bereits aufgefallen ist, werden alle Befehle in LaTeX mit einem Backslash „\” eingeleitet. Auf diesen folgt dann der Name des Befehls, auf den optionale Parameter in geschweiften „{” und „}” oder in eckigen Klammern „[” und „]” folgen können. Auch wenn diese Art einen Befehl zu schreiben verwirrend sein sollte, so kann man sich die meisten doch relativ schnell einprägen, da man, wie Sie im weiteren Verlauf sehr schnell feststellen werden, sie zumeist leicht aus der englischen Sprache ableiten kann.

Versucht man einen längeren Text in LaTeX auszugeben, wird man mehrere Dinge feststellen. Zum einen werden Umlaute nicht angezeigt, falls die Datei überhaupt übersetzt werden sollte, und zum anderen werden Absätze und andere Steucherzeichen einfach ignoriert. Umlaut kann man durch das Einbinden der Pakete „babel” und „utf8” anzeigen. Absätze oder Zeilenumbräche müssen mit einem Doppelten Backslash eingefügt werden. Möchte man jedoch eine Leerzeile einfügen oder gar auf einer neuen Seite fortfahren, verwendet man \paragraph{} oder \newpage. Die Grundlegenden Formatierungen, wie Unterstreichungen, Fettschrift oder Kursivschrift, kann man durch Verwendung der Befehle \underline{text}, \textbf{text} und \textit{text} nutzen.

Da es jedoch bei längeren Texten nicht ausreicht mit einfachen Absätzen und den Standardformatierungen zu arbeiten, bietet LaTeX auch eine Reihe an Strukturelementen. Möchte man einem Abschnitt eine Überschrift geben, kann man dies mit \section{text} oder mit \subsection{text} und \subsubsection{text} für untergeordnete Bereiche machen. Dabei ist es wichtig die richtige Reihenfolge einzuhalten. Man kann nicht einfach eine untergeordnete Überschrift verwenden, ohne vorher eine Überschrift gesetzt zu haben. Dies ist wichtig, da die einzelnen Überschriften automatisch numeriert werden. Möchte man dies unterbinden, fügt man hinter „section” einfach ein „*” an. Neben den eben genannten Struktur-Elementen gibt es auch noch den „\chapter{text}”-Befehl, der jedoch nur in Büchern verwendet werden kann. Das Besondere an der Nutzung dieser Befehle ist, dass LaTeX anhand dieser Strukturierung automatisch ein komplettes Inhaltsverzeichnis erzeugen kann. Dieses kann man ganz einfach mit dem Befehl „\tableofcontents” an einer beliebigen Stelle einfügen. Sogar ein komplettes Deckblatt lässt sich aus den Dateiinformationen mit dem Befehl „\maketitle” erzeugen.

Natürlich dürfen in einem Dokument weder Aufzählungen, Listen oder Tabellen fehlen. Deshalb stellt LaTeX für diese Zwecke ebenfalls einfache Befehle bereit. Formatierungen solcher Art bestehen jedoch aus mehreren Befehlen und werden in Blöcke gefasst. Diese Blöcke beginnen mit \begin{befehl} und enden mit \end{befehl}.

Oftmals ist es praktischer einfach ein paar Stichworte in einer übersichtlichen Liste aufzuschreiben, als sich in langen und unübersichtlichen Sätzen zu fassen. Der Blockbefehl dazu lautet „itemize.” Einzelne Punkte werden durch den Befehl \item eingeleitet. Die einzelnen Punkte werden dann mit einem einfachen Kreis als Aufzählungszeichen dargestellt. Möchte man stattdessen eine Numerierung verwenden, so kann man den Block-Befehl \enumerate nutzen.

Manchmal ist es notwendig kurze Beschreibungen oder Worterklärungen in den Text einzubinden, die sich vom eigentlichen Textfluss etwas abheben sollen. LaTeX stellt zu diesem Zweck den Block-Befehl description zur Verfügung. Er funktioniert genauso, wie auch itemize und enumerate, jedoch muss hinter den Item-Befehl in eckigen Klammern ein Bezeichner der Form „\item[bezeichner]” eingefügt werden.

Gerade wenn es um wissenschftliche Arbeiten geht, ist es oftmals nötig Messdaten in einer Tabelle anzugeben. Dies ist mit Hilfe des „tabular” möglich. Dazu nutzt man den Blockbefehl „tabular”, der direkt von der Ausrichtung der einzelnen Spalteninhalte in geschweiften Klammern gefolgt wird. Dabei gibt es folgende Möglichkeiten:

• „c” (mittig)
• „l” (linksbündig)
• „r” (rechtsbündig)

Um die einzelnen Spalten durch horizontale Linien zu trennen, gibt man zwischen den Spaltenbezeichnern $\mid{}$ an. Möchte man folglich drei Spalten mit linksbündigen Inhalten ausgeben, so muss man den Befehl

1. \begin{tabular}{c$\mid{}$c$\mid{}$c}

aufrufen. Horizontale Linien lassen sich außerdem mit dem Befehl \hline einfügen.

Nun haben wir also eine Tabelle ohne Daten. Um diese einzupflegen, müssen wir nur den folgenden Konventionen folgen. Eine Zeile einer Tabelle wird mit einem Zeilenumbruch \\ beendet. Die einzelnen Felder einer Zeile werden außerdem durch ein Kaufmannsund (&) getrennt. Um die Elemente der ersten Zeile, also die Spaltenköpfe besonders hervorzuheben, kann man den Befehl \textsc{spaltenkopf} verwenden. Außerdem empfiehlt es sich oftmals zwei horizontale Linien unter der erste Zeile einzufügen, um eine bessere Abgrenzung von der restlichen Tabelle zu erzeugen. Eine Tabelle könnte also wie folgt aussehen.

Bilder sagen manchmal mehr als tausend Worte. Daher bietet auch LaTeX Bibliotheken, die das einbinden von Bildern ermöglichen. Es seien hier die Pakete „graphics” und „graphix” genannt. Beide Pakete stellen dem Benutzer den Befehl \includegraphics{dateiname} zur Verfügung mit dessen Hilfe sowohl JPEG und PNG, als auch Postscript Graphiken (*.eps oder *.ps) eingebunden werden können. Neben dem einfachen Einbinden der Bilder stellen diese beiden Bibliotheken auch weitere Funktionalitäten bereit, wie zum Beispiel das Drehen, Spiegeln oder Skalieren von Bildern.

Gerade in längeren Dokumenten ist es oftmals unvermeidbar mit Fußnoten und Verweisen zu arbeiten. Sei es, um einen Begriff kurz zu erklären, auf eine Quelle hinzuweisen oder auf weitere Erläuterungen in einem anderen Abschnitt zu verweisen. In LaTeX ist das Einfügen einer Fußnote denkbar einfach. Man ruft einfach nur den Befehl \includegraphics{text} mit dem Fußnotentext auf und es wird am Ende der aktuellen Seite eine horizontale Linie eingefügt, unter der die einzelnen Verweise zu finden sind. Das Einpflegen eines Verweises auf eine andere Stelle im Dokument gestaltet sich ähnlich einfach. Zuerst muss man eine Sprungmarke an der Stelle definieren auf die verwiesen werden soll. Dies geschieht mit dem Befehl \label{bezeichner}, wobei ein eindeutiger Bezeichner gewählt werden muss. Dabei kann es hilfreich sein einer festen Semantik zu folgen (Bezeichner für Bilder img_). Um nun auf diese Marke zu verweisen, kann man die Befehle \ref{bezeichner} und \pageref{bezeichner} verwenden, die den Namen des referenzierten Abschnitts bzw. die Seite auf dem sich die Zielmarke bzw. ausgeben.

Besonders umfangreiche Arbeiten erfordern auch eine besonders umfangreiche Recherche. Bezieht man sich in seinen späteren Ausführungen auf entdeckte Quellen oder verwendet sie in seiner Arbeit, so muss man diese im Regelfall in einem Literaturverzeichnis festhalten, sodass auch die Leser diese Quellen nutzen und den Inhalt des Dokuments für sich noch etwas klarer kriegen können. Auch ist besonders wichtig Inhalte des eigenen Buches, die besonders wichtig sind in einem Stichwort Verzeichnis nochmals aufzubereiten, sodass der ungeduldige Leser direkt zu der passenden Passage finden kann.

Um ein Literaturverzeichnis in LaTeX zu erstellen kann man das Paket „natbib” verwenden. Leider muss dazu eine seperate Datei angelegt werden, in der alle bibliographischen Daten, wie Buchtitel, Autor und Erscheinungsjahr abgelegt werden. Diese werden an einen eindeutigen Bezeichner gebunden, der wiederum mit Hilfe des Befehls \ref{bezeichner} referenziert werden kann. Ein Eintrag dieser Datei könnte zum Beispiel wie folgt aussehen.

Neben dem hier verwendeten Typ Buch, gibt es auch noch weitere Typen, wie TECHREPORT oder INBOOK. Da diese Definitionsdatei keine LaTeX-Datei ist, kann sie auch nicht direkt von LaTeX geparst werden, sondern muss von einem extra Programm übersetzt werden. Dieses Programm heißt bibtex. Es wird in den meisten LaTeX-Umgebungen standardgemäß mitgeliefert.

Möchte man nun die erstellte Literaturliste ausgeben, ist dies mit dem Befehl \bibliography{bezeichner} möglich, wobei 'bezeichner' in diesem Fall der Dateiname der Bibliotheks-Datei ohne Dateiendung ist. Nun kann man sein Literatur-Verzeichnis betrachtren. Leider taucht es jedoch ebenso, wie zuvor auch unser Stichwort-Verzeichnis nicht im Inhaltsverzeichnis oder nur unter einem falschen Namen auf. Um dies zu ändern können wird direkt vor die Ausgabe unserer Literaturhinweise der Befehl \addcontentsline{toc}{section}{Literatur} aufrufen. Der erste Parameter ‚toc’ steht dabei für ‚table of contents’ und der zweite Parameter ‚section’ gibt die zu verwendende Art der Überschrift an, während der letzte Parameter die Überschrift selbst angibt.

Möchte man nun aus einer der im Literatur-Verzeichnis angegebenen Quellen zitieren, kann man die mit dem Befehl \citep{bezeichner}[zusätzliche Anmerkungen]. In den runden Klammern wird dabei der Bezeichner des Dokuments angegeben, auf das man sich momentan bezieht, während man in den eckigen Klammern weitere Angaben, wie zum Beispiel die Seite auf die man sich bezieht, angeben kann.

Nun da wir auch ein schickes Literatur-Verzeichnis erstellen können, wollen wir uns noch kurz ansehen, wie wir unser Dokument mit einem Stichwort-Verzeichnis schmücken können. Dazu müssen wir als erstes das Paket \makeidx einbinden. Um das Stichwort-Verzeichnis zu erstellen, müssen wir direkt hinter dem Befehl zum Einbinden des Pakets den Befehl \makeindex aufrufen. Die Ausgabe erfolgt dann an der gewünschten Stelle mittels \printindex. Um ein Stichwort unserem Verzeichnis hinzuzufügen verwenden wir den Befehl \index{eintrag}. Dabei ist es wichtig zu wissen, dass auch Verschachtelungen möglich sind. Man kann zum Beispiel mittels \index{eintrag!untereintrag} ein Stichwort dem anderen Unterordnen.

Da auch das Stichwort-Verzeichnis nicht in unserem Inhaltsverzeichnis eingetragen wurde, holen wir dies auch hier unter Nutzung des Befehls \addcontentsline nach. Da diesmal jedoch nicht nur der Eintrag im Inhaltsverzeichnis fehlt, sondern auch der Name des Abschnitts nicht wirklich schön ist, ändern wir diesen mit dem Befehl \renewcommand.

Nun haben Sie bereits einiges über Formatierungen, Listen, Fußnoten und allerlei andere LaTeX-Elemente erfahren, nun möchten wir uns jedoch das beste an LaTeX ansehen. Die Erstellung und Darstellung von Formeln. Es werden zu diesem Zweck mehrere Umgebungen zu Verfügung gestellt. Um diese nutzen zu können, müssen jedoch die Pakete \amssymb und \amsmath eingebunden sein.

Ist dies der Fall, kann man innerhalb eines Textes kleinere Ausdrücke in der Form $ formel $ oder, falls man den Ausdruck durch einen Absatz etwas hervorheben möchte mit Hilfe von $$ formel $$ einbinden. Für mehrzeilige Formeln stehen zudem die Blockbefehle \equation und \array zur Verfügung.

Innerhalb dieser Umgebungen lassen sich nun auf einfachste Weise mathematische Formeln oder logische Terme ausgeben. Dabei werden für „einfache” Rechenoperationen die normalen Zeichen verwendet und für komplexere Funktionen, wie zum Beispiel die Darstellung eines Bruchs oder einer Wurzel, werden entsprechende Befehle, wie in diesem Fall \frac{a}{b} und \sqrt[a]{b}, bereitgestellt. Möchte man zudem Ausdrücke im Exponenten oder Indizes verwenden, ist dies mit „^{}{exponent}” bzw. „\_{index}” möglich. Die Darstellung beliebig komplexer Formeln und sogar ganzer Beweise ist somit überhaupt kein Problem, was LaTeX unter den Lehrern, Ingeneuren und Naturwissenschaftlern so beliebt macht.

Da ich bisher zwar die grundlegenden Befehle genannt habe, die man zur Erstellung eines Dokuments mit Hilfe von LaTeX benötigt, jedoch keine Beispiele gebracht habe, möchte ich dies hier in einem Rutsch nachholen. Das Beispiel ist zwar weder besonders schön, noch sinnvoll, dennoch sollte es den Gebrauch der einzelnen Befehle und Block-Einheiten demonstrieren.





Zum vorliegenden PDF-Dokument latex.pdf (90.619 Bytes) sehen Sie im Folgenden die LaTeX-Datei:

Unter Windows/DOS können Sie zur Generierung des PDF-Dokuments die folgende Stapeldatei verwenden: