Persamaan matematis dalam gambar paper ilmiah

Ketika menulis paper ilmiah — tesis, preprint arXiv, submission jurnal IEEE, atau catatan workshop — sering kali dibutuhkan gambar yang memuat sekaligus diagram dan persamaan matematis bertata letak. Alur kerja yang umum adalah menggabungkan dua atau tiga alat: aplikasi diagram untuk gambarnya, renderer LaTeX untuk persamaannya, dan langkah komposisi terakhir. Cara ini berfungsi dengan baik dan banyak gambar berkualitas tinggi dihasilkan dengan cara ini; kekurangannya adalah persamaan tidak lagi bisa diedit dari file yang sama, sehingga revisi kecil seperti “perbaiki subscript itu” memerlukan proses ulang melalui renderer.

drawtonomy adalah salah satu pilihan yang menempatkan keduanya di kanvas yang sama. Diagram dan persamaan tersimpan dalam satu file vektor, dan persamaan tetap dapat diedit sebagai source LaTeX selama Anda menginginkannya.

$Persamaan Maxwell dirender sebagai align environment dengan nomor persamaan (1)–(4), langsung di kanvas drawtonomy$

Sistem persamaan bertata letak (persamaan Maxwell) dirender dengan KaTeX di kanvas drawtonomy. Blok ini adalah satu shape yang dapat diedit — klik dua kali untuk membuka kembali source LaTeX.

Posisi drawtonomy di antara berbagai pilihan alat

Setiap alat berikut unggul dalam fungsi yang dirancangnya — drawtonomy hanya dirancang untuk kombinasi kebutuhan yang sedikit berbeda: satu kanvas, diagram dan persamaan sama-sama bisa diedit.

PowerPoint / Keynote adalah pilihan universal untuk slide dan banyak gambar cepat. Keduanya memiliki editor persamaan bawaan yang praktis, meski tidak menyimpan LaTeX sebagai source format yang bisa diedit kembali.
Inkscape / Illustrator memberikan kontrol vektor yang sangat baik, dan banyak gambar akhir paper dipoles di sana. Ketika persamaan berasal dari render LaTeX terpisah, source LaTeX-nya berada di file lain yang perlu dijaga berdampingan dengan gambar.
Excalidraw / tldraw / Miro adalah whiteboard kolaboratif yang sangat baik, dengan fokus pada diagram bukan tata letak matematis — persamaan biasanya disisipkan sebagai gambar dari renderer terpisah.
TikZ / pgfplots adalah standar emas untuk gambar berbasis program dan native LaTeX, terutama saat presisi tinggi diperlukan. Kekurangannya adalah loop iterasi — setiap perubahan kecil harus melalui proses kompilasi.

drawtonomy berada di antara slide tool dan TikZ: kanvas vektor 2D dengan renderer KaTeX bawaan yang menyimpan source LaTeX Anda. Jika gambar Anda secara alami terbagi antara diagram dan persamaan di alat yang berbeda, toolchain yang ada sudah cukup baik; drawtonomy paling berguna ketika Anda ingin keduanya dalam satu file yang dapat diedit.

Alur kerja praktis

Buat sketsa diagram di kanvas. Jalur / kendaraan / pejalan kaki untuk paper berkendara otonom. Persegi panjang + panah untuk diagram blok kendali. Poligon + panah untuk ikhtisar metode. Kombinasi shape drawtonomy apapun bisa digunakan — Math shape adalah salah satunya.
Tambahkan persamaan dengan Math (fx) tool. Preview KaTeX ditampilkan secara langsung. Gunakan \begin{align} untuk sistem multi-baris; KaTeX menangani penomoran persamaan secara otomatis.

$Editor Math menampilkan rumus kuadrat dengan pecahan, akar kuadrat, dan ± yang dirender di preview KaTeX langsung$

Preview KaTeX langsung saat mengetik rumus kuadrat — bagian atas adalah source LaTeX, bagian bawah adalah output yang dirender.
Atur tampilan untuk cetak. Kebanyakan jurnal masih mencetak dalam grayscale. Pilih hitam atau abu-abu gelap untuk persamaan; sesuaikan ukurannya dengan teks isi diagram. Slider ukuran dapat diatur hingga 200 px untuk gambar poster.

$Persamaan yang sama dalam warna merah pada 60 px dengan panel atribut Math (LaTeX) yang menampilkan swatch warna dan slider ukuran$

Warna dan ukuran tersedia di panel Math (LaTeX) — pilih hitam yang aman untuk cetak grayscale, atau ukuran lebih besar untuk gambar poster.
Ekspor PDF untuk build LaTeX. Semua glyph (termasuk vinculum \sqrt) dikonversi ke path vektor melalui opentype.js, sehingga file bersifat mandiri — tidak ada dependensi font, tidak ada keluhan pdflatex. Cukup gunakan \includegraphics{...} untuk menyisipkannya ke gambar Anda.
Simpan .drawtonomy.svg sebagai sumber utama. Ketika reviewer meminta varian (“bisakah \sigma diganti \rho?”), buka kembali .drawtonomy.svg di drawtonomy, klik dua kali persamaan untuk mengedit LaTeX, lalu ekspor ulang PDF. Tidak perlu menggambar ulang.

Tips integrasi LaTeX

\includegraphics{equation.pdf} adalah cara paling andal untuk paper. Ekspor PDF drawtonomy berbasis path, sehingga kompatibel dengan semua LaTeX engine (pdflatex, xelatex, lualatex).
SVG + paket svg juga bisa digunakan, tetapi bergantung pada Inkscape di mesin build. Dapat diandalkan untuk build lokal, namun tidak stabil di CI. Konversi ke PDF secara lokal dan commit file PDF tersebut.
EPS tersedia untuk toolchain latex + dvips yang lebih lama; fidelitas berbasis path yang sama dengan PDF.
Font. Karena teks dikonversi ke path, Anda tidak perlu mencocokkan font isi paper. Persamaan akan tampak seperti KaTeX (gaya Computer Modern) terlepas dari pilihan font dokumen — yang biasanya memang diinginkan.

Tidak hanya untuk berkendara otonom

Use case ini termasuk dalam dokumentasi berkendara otonom karena drawtonomy bermula sebagai alat skenario berkendara, tetapi Math shape bersifat generik. Alur kerja yang sama berlaku untuk:

Gambar metode machine learning (persamaan loss di samping diagram jaringan).
Paper kendali (blok transfer-function dengan bentuk LaTeX di samping setiap blok).
Gambar pemrosesan sinyal (ilustrasi pasangan Fourier).
Paper fisika atau kimia (dengan \ce{} untuk reaksi kimia).
Paper matematika (gambar bukti dengan pernyataan teorema bertata letak di sampingnya).

Jika bisa digambar di papan tulis, drawtonomy bisa menampungnya.

Kapan alat ini bukan pilihan yang tepat

Persamaan yang berada di dalam paragraf teks. Persamaan seperti itu lebih tepat ada di source LaTeX Anda, bukan di dalam gambar.
Plot dinamis berbasis data — tetap gunakan matplotlib / pgfplots / TikZ untuk grafik.