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METAPOST的艺术

何力

demonstrate@163.com

2006 年 2 月 7 日

摘要

METAPOST是一种解释性作图语言，它的输出就是另外一种作图语言。了解它，不仅仅方便你在

X/L

X 中用图形表达你的思想，还能够制作出各种各样精美的图片，动画。

目录 1

插图 3

表格 3

第一部分理论篇 4

1 METAPOST 的历史 5

1.1 我的 METAPOST 在哪里？ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.2 使用 METAPOST 的基本流程 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.3 一个简单的例子 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

1.4 METAPOST 的预览问题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2 变量类型 8

2.1 numeric 类型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.2 pair 类型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.3 color 类型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.4 path 类型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.5 pen 类型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.6 string 类型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.7 picture 类型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.8 transform 类型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.9 数组 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

插图 3

索引 48

插图

1 一个简单的 METAPOST 示意 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2 单位其实就是一种全局变量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

3 变量做单位用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

4 一个二元正态分布的例子 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

5 三角形的重心 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

6 使用颜色 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

7 直线和曲线 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

8 控制点的作用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

9 通过的角度计算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

10 使用 dir 控制曲线形状 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

11 ... 与 .. 的不同 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

12 不同 tension 的影响 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

13 不同 curl 的曲线形状 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

14 自定义 pen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

15 一把直尺的刻度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

16 infont 创建的字体 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

17 不共线三点确定 transform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

18 Cantor 集合 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

19 if 示意 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

20 三叶玫瑰线 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

21 一个 grouping 示例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

22 save 与 interim . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

23 primary vs expr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

24 METAPOST 中的词法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

25 算符优先顺序 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

26 不同线型作图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

27 线型研究 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

28 dashed 怎么利用线型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

29 端点样式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

30 接头样式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

31 miterlimit 的影响 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

32 箭头示意 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

33 自定义箭头 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

表格

1 addto 的等价用法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

1 METAPOST 的历史 5

1 METAPOST 的历史

METAPOST 作为一门语言，其发生，发展，到今天有着自己的历史。大牛 Donald E. Knuth 为

其巨著 [Knu] 的排版头痛从而创作了 T

X 这个排版语言，同时为了为该排版系统定制字体，开发了

METAFONT

。METAPOST 就是由 John D. Hobby 基于 METAFONT 创造，学习 METAPOST 应该

参考他所作的 METAPOST 手册 [Hobc]，本文不希望写成如此的手册，而是希望通过一些基本概念

方法的介绍，激发读者使用 METAPOST 的欲望。

METAFONT 输出的是点阵字型，而 METAPOST 所输出却是 PostScript

。METAPOST 从

METAFONT 中借用了一些基本操纵图形的工具，也从 PostScript 中获得了更多的新特性，如

clipping（剪辑），shading（渐变色），dashed lines（虚线）等等。

在网上可以找到很多与 METAPOST 相关的资料，下面列出少许供参考：

• http://cm.bell-labs.com/who/hobby/MetaPost.html 这是 John D. Hobby 的 METAPOST

官方主页了，上面有关于 METAPOST 的历史资料，如何安装 METAPOST，怎么利用 META-

POST 的例子，手册，mail list。

• http://www.tug.org/metapost.html，这是 TUG 的 METAPOST 介绍网页，有很多教程（在

本文的参考手册中可以找到部分相同的），相关的应用，相关的作图语言（如 Asymptote）、程

序。

• http://tex.loria.fr/prod-graph/zoonekynd/metapost/metapost.html，全是例子，如果

你有耐心把这些程序全部写完，你马上就能成为一个 METAPOST 高手，这里面的例子从简单

到困难，本文有些例子可能也会从中选择出来。

• http://bbs.ctex.org/forums/index.php?showforum=35，这是国内人气最旺的

X 论坛

的 METAPOST 分坛，由 elove 老兄主持，有问题可以去问问，有好东西可以去分享，有经验可

以去交流。

• http://melusine.eu.org/syracuse/metapost/，这是一个法文站点，上面除了一些文档以

外（如 [Hobc] 的 prosper 版本）还含有大量的动画，漂亮的 galleries，使用 METAPOST 做成

的课件，感谢 changroc 提供。另外该网站还有 PostScript，PSTricks，SWF 的相关示例。

这里顺带着讲述一些作图的方法。在 Windows 大行其道的今天，很多人都被漂亮的 GUI 所迷

惑，熟悉了怎么使用鼠标拖拖拉拉，反倒生疏了键盘。为了获得一些文档中的图片，想来一般人都

尝试过 Windows 的画笔，甚至是 MS Oﬃce 中的作图工具，另外微软还提供了 MS Visio。这些作

图工具的特点在于用户不必关心准确的位置，只需要到一些面板上寻找按钮到画布上拖拉，就能获

得一些图形，Visio 稍微好点带有标尺，可以较为精确的定位，同时 Visio 的输出可以选择矢量图形

格式，加上大量的图形元件，可以很方便的实现多种图形的绘制。另外，微软在 MS Oﬃce 2003 中

捣鼓出来了自己的 mdi 格式，大家可以猜测微软的目的。在 Windows 平台下，有不少类似的作图

工具，如 Adobe 的平面设计“专家”Photoshop，矢量图形绘制 illustrator，还有 Corel 的点阵矢量

包打的 Corel Draw，另外和 Visio 有的一拼的还有 SmartDraw 等等。如果算上开源作品中精良的

GIMP 和 Inkscape，那真是百家齐放。Linux 下面还有很多类似的软件，也有移植到 Windows 下的，

如 xﬁg、dia 等等，Ope n Oﬃce 里面的 oodraw 和 KDE Oﬃce 套装中的 kivio，也算是不错的 Visio

替代品。

可是有人能做到像 AutoDesk 的 AutoCAD 那样精准的图形么？“哦，”你也许会抱怨道，“我不

需要这种图形。”那么这里不妨劝你放弃 METAP OST，因为 METAPOST 要处理获得的往往是精确

的图形，而随意画出来的图形却很难用 METAPOST 画出来。另外，你不能指望可以仅仅用鼠标就让

METAFONT

是 Addison Wesley Publishing 公司的注册商标。

PostScript

是 Adobe System Inc. 的注册商标。

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xxuffei

2014-12-22

mepapost 的经典指导书，初学者必看！

songjinghe

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