Equazioni nelle figure di articoli scientifici

Stai scrivendo un paper — una tesi, un preprint arXiv, una submission a una rivista IEEE, una nota per un workshop — e la figura che ti serve ha sia un diagramma sia un’equazione composta tipograficamente. Un approccio comune prevede due o tre strumenti separati: un’applicazione per il disegno, un renderer LaTeX per l’equazione e un passaggio finale di composizione. Funziona bene e molte ottime figure vengono prodotte così; il compromesso è che l’equazione non è più modificabile dallo stesso file, quindi correggere anche solo un pedice richiede un secondo giro attraverso il renderer.

drawtonomy è un’alternativa che unisce entrambe le cose sulla stessa tela. Il diagramma e l’equazione vivono nello stesso file vettoriale, e l’equazione rimane sorgente LaTeX modificabile finché non decidi diversamente.

$Le equazioni di Maxwell renderizzate come ambiente align con numerazione (1)–(4), direttamente sulla tela di drawtonomy$

Un sistema di equazioni (le equazioni di Maxwell) renderizzato con KaTeX sulla tela di drawtonomy. Il blocco è un singolo shape modificabile — doppio clic per richiamare il sorgente LaTeX.

drawtonomy e gli altri strumenti a confronto

Ciascuno di questi strumenti eccelle nel suo ambito specifico — drawtonomy risponde a una combinazione di esigenze leggermente diversa: una sola tela, con diagramma ed equazione entrambi modificabili.

PowerPoint / Keynote sono la scelta universale per presentazioni e molte figure rapide. Includono editor di equazioni integrati, comodi all’uso, anche se non conservano il LaTeX come sorgente modificabile in un secondo momento.
Inkscape / Illustrator offrono un controllo vettoriale eccellente e molte figure definitive vengono rifinite lì. Quando l’equazione proviene da un render LaTeX separato, il sorgente LaTeX vive in un altro file da mantenere accanto alla figura.
Excalidraw / tldraw / Miro sono lavagne collaborative di grande qualità, orientate al disegno più che alla composizione tipografica — le equazioni vengono tipicamente incollate come immagini provenienti da un renderer esterno.
TikZ / pgfplots sono il riferimento per figure completamente programmatiche e native in LaTeX, in particolare quando la precisione è fondamentale. Il compromesso è il ciclo di iterazione: ogni modifica richiede una compilazione.

drawtonomy si colloca tra un tool per slide e TikZ: una tela vettoriale 2D con un renderer KaTeX integrato che conserva il sorgente LaTeX. Se la tua figura si divide naturalmente tra strumenti separati per il diagramma e l’equazione, il workflow esistente va benissimo; drawtonomy è più utile quando vuoi tutto in un unico file modificabile.

Workflow pratico

Abbozza il diagramma sulla tela. Corsie, veicoli e pedoni per un paper sulla guida autonoma. Rettangoli e frecce per un diagramma a blocchi di controlli. Poligoni e frecce Path per una panoramica metodologica. Qualsiasi combinazione di shape di drawtonomy è utilizzabile — il Math shape è uno di questi.
Aggiungi l’equazione con il tool Math (fx). L’anteprima KaTeX si aggiorna in tempo reale. Usa \begin{align} per sistemi multi-riga; KaTeX gestisce la numerazione delle equazioni automaticamente.

$Editor Math con la formula quadratica contenente frazione, radice quadrata e ± renderizzati nell'anteprima KaTeX live$

Anteprima KaTeX live durante la digitazione della formula quadratica — la metà superiore è il sorgente LaTeX, la metà inferiore è il risultato renderizzato.
Imposta lo stile per la stampa. La maggior parte delle riviste stampa ancora in scala di grigi. Scegli nero o grigio scuro per le equazioni; abbina le dimensioni al corpo del testo del diagramma. Il cursore Size arriva fino a 200 px per le figure da poster.

$La stessa equazione in rosso a 60 px con il pannello attributi Math (LaTeX) che mostra il campione di colore e il cursore Size$

Colore e dimensione sono accessibili dal pannello Math (LaTeX) — scegli un nero adatto alla stampa per la scala di grigi, oppure una dimensione maggiore per le figure da poster.
Esporta in PDF per la compilazione LaTeX. Tutti i glifi (incluso il vincolo di \sqrt) vengono convertiti in path vettoriali tramite opentype.js, quindi il file è autocontenuto — nessuna dipendenza dai font, nessun errore di pdflatex. \includegraphics{...} lo inserisce direttamente nella figura.
Salva il .drawtonomy.svg come sorgente di riferimento. Quando un revisore chiede una variante (“puoi sostituire \sigma con \rho?”), riapri il .drawtonomy.svg in drawtonomy, fai doppio clic sull’equazione per modificare il LaTeX e riesporta il PDF. Nessun ridisegno.

Consigli per l’integrazione LaTeX

\includegraphics{equation.pdf} è il percorso più affidabile per un paper. Il PDF esportato da drawtonomy è basato su path, quindi funziona con qualsiasi engine LaTeX (pdflatex, xelatex, lualatex).
SVG con il pacchetto svg funziona, ma dipende da Inkscape sulla macchina di build. Prevedibile per build locali, problematico in CI. Converti in PDF in locale e fai commit del PDF.
EPS è disponibile per toolchain più vecchie latex + dvips; stessa fedeltà basata su path del PDF.
Font. Poiché il testo viene convertito in path, non è necessario abbinare il font del corpo del paper. L’equazione avrà l’aspetto di KaTeX (stile Computer Modern) indipendentemente dalla scelta tipografica del documento — il che è di solito quello che si vuole.

Oltre la guida autonoma

Questo use case è catalogato nella documentazione sulla guida autonoma perché drawtonomy è nato come strumento per scenari di guida, ma il Math shape è generico. Lo stesso workflow funziona per:

Figure di metodi di machine learning (equazioni di loss accanto al diagramma della rete).
Paper di controlli (blocchi di funzioni di trasferimento con la forma LaTeX accanto a ciascun blocco).
Figure di elaborazione del segnale (illustrazioni di coppie di Fourier).
Paper di fisica o chimica (con \ce{} per le reazioni).
Paper di matematica (figure di dimostrazione con enunciati di teoremi composti tipograficamente).

Se puoi metterlo su una lavagna digitale, drawtonomy può contenerlo.

Quando questo strumento non è quello giusto

Equazioni che appartengono a un paragrafo di testo. Quelle vanno nel sorgente LaTeX, non in una figura.
Grafici dinamici guidati dai dati — continua a usare matplotlib / pgfplots / TikZ per i grafici.