可视化LaTeX编辑软件LyX在科技期刊论文排版中的应用

■黄 岚

《东南大学学报(自然科学版)》编辑部，江苏省南京市玄武区四牌楼2号 210096

编排手段现代化是科技期刊发展的趋势。期刊论文从投稿到出版往往需要经过撰写、编辑、修订、排版等多个环节。国内大多数期刊的投稿模板与编排模板分离，投稿模板通常使用Word软件，而编排则使用专业的排版软件，例如面向中文电子出版的方正书版[1]。作者在写作过程中，常常需要花费大量时间在论文的排版上，以达到编辑的要求；编辑在编排过程中，需要将Word文档转换为方正书版，既影响工作效率，增大出错的可能性，又限制了编辑与作者之间的直观交流。国际期刊大多使用将投稿模板和编排模板相统一的LaTeX排版系统[2]，作者写作时可以将论文内容与格式分离，避免了使用Word软件时格式编排以及修改较为复杂的缺点，提高了写作效率[3]。LaTeX适合于编排和制作科技文章、书籍[4]，用户群广泛，在处理复杂数学公式和符号方面优于方正书版。然而，作为一种脚本语言，LaTeX具有复杂的语法规则，可读性较差，要完成一篇LaTeX论文的写作，需要掌握其基本命令，而且LaTeX最初只适用于英文文档，没有很好的中文支持，因此，目前国内较少期刊使用LaTeX排版系统[5]。

LyX软件是一款具有可视化用户界面的LaTeX编辑器，可以克服LaTeX命令复杂、可读性差的缺点，其设计理念是“所见即所想”[6]。与常规的LaTeX编辑器相比，LyX软件无需输入LaTeX命令，可直接实现文本、图形以及公式的可视化编辑，即便毫无LaTeX基础的作者，也可以使用LyX软件在模板中直接撰写论文。此外，LyX软件还具有修订和追踪改变功能。因此，将LyX作为期刊论文的编写工具可以极大地提高作者和编辑的工作效率，实现投稿-排版无缝转换。

对于LaTeX在期刊排版中的应用已经有很多研究，但是介绍和讨论LyX软件的文献却很少。本文首先介绍LyX的安装使用方法，然后以《东南大学学报(自然科学版)》为例，设计了一个与目前期刊样式相同的LyX模版，探讨中文科技期刊LyX模板的定制方法，充分发挥LyX的优势，以推广LyX在中文期刊排版中的使用。

1 LyX软件的安装与使用

1.1 软件安装

LyX是一款跨平台的开源软件，目前最新的版本是2.23。Windows用户可在其官方网站上免费下载.exe安装文件，其他操作系统用户(如Linux，Mac OS等)可以直接从软件仓库安装。LyX使用LaTeX后台编译，因此还需要安装LaTeX中文编译环境，例如TeXLive，CTeX或MikTeX套件。笔者推荐安装TeXLive，因为其兼容性好，可以跨平台运行，并且最新版的TeXLive同时包含了CTeX宏包。

1.2 软件使用

1.2.1 软件界面

LyX软件的图形界面和普通的文档处理软件类似，并且支持多种语言(包括中文)界面(图1)。文档编辑区是处理文档的区域，用户可在此完成文档内容的输入和格式编辑。此外，LyX提供源代码视图，即时显示当前区域的LaTeX源代码，如果用户不关心LaTeX源代码，可以关掉源码显示。需要指出的是，这里的源代码是只读的，用户不能直接在源代码区编辑，此举也维护了LyX编辑的统一性。

图1 LyX软件界面

1.2.2 基本操作

LyX遵循LaTeX的结构化文档编写方式，将一篇科技文档分为标题、作者姓名、作者单位、摘要、关键词、正文和参考文献等部分。在LaTeX中通过环境命令定义不同的环境，而在LyX中，相应的命令无须用户输入，只需要在环境选择框里选择对应的输入环境便可以格式化。LyX提供了丰富的菜单项和工具栏，例如修改文本格式，只需要选中文字，右击鼠标调出右键菜单，然后选中“文本格式”对话框便可以设定相应的格式。

1.2.3 插入图表

在LaTeX文档中图和表格通常作为浮动项插入，需要输入大量的TeX命令，较难掌握。然而在LyX中，这些工作变得简单、直观。LyX的插图步骤为：首先，在菜单中选择“插入—浮动项—图”，文档区便会出现浮动项的轮廓；然后，在浮动项的空白部分选择“插入—图像”，同时可以设置选择、缩放以及旋转图像。表格的插入方法与图类似，而且LyX提供了类似于Word中可视化的表格编辑界面，便于使用。

1.2.4 插入公式

在LaTeX文档中插入公式需要使用复杂的TeX命令， LyX中公式的输入则简洁方便。使用菜单或者快捷键Alt+M进入公式编辑状态，利用LyX自带数学工具栏，可以输入常用的数学公式，例如特殊符号、运算符号、箭头、上下角标以及矩阵等，使用方法与Windows下的公式编辑器类似。公式能够在编辑框中实时显示，大大降低了公式输入的难度。具有一定LaTeX基础的用户也可以直接输入LaTeX代码，LyX可以自动识别并转化为相应的公式。公式有行内公式、单独显示公式以及编号公式3种显示方式，可以在插入菜单中选择，也可以通过工具栏切换。

1.2.5 参考文献

LyX中原生支持BibTeX处理参考文献，支持图形化的插入和编辑，并且显示格式。定位至文档末尾在菜单中选择“插入—目录列表—BibTeX引用”，调出BibTeX对话框，设置所使用的.bib文件和.bst显示样式，即可添加文章的参考文献库。在文档中需要引用文献的地方，选择“插入—文献引用”，调出文献引用对话框，选择需要引用的文献即可。在生成的PDF文档末尾自动生成参考文献列表，文章中的引用也可以实现自动编号。

综上所述，LyX的使用习惯与普通的文档处理软件相似，用户可以快速掌握并进行文档编辑。文档编辑完成后，选择“文档—查看(PDF)”，LyX便会调用相应的LaTeX命令编译生成最终的PDF文件。PDF文件的样式取决于文档所使用的LaTeX文档类。相同的文档内容选择不同的文档类，则输出的PDF文件不同，这也体现了LaTeX所提倡的内容和格式分离。LyX可以选择系统已经安装的LaTeX的任意文档类，也可以使用自定义的文档类。与LaTeX稍有不同的是，LyX还需要制定一个Layout模板用于LyX的本地布局和显示，布局文件的作用是将不同的LaTeX命令、样式以及环境整合到用户界面中。如果使用了自定义的文档类，通常也需要同时提供一个布局文件。

2 中文期刊LyX模版的设计实例

笔者以《东南大学学报(自然科学版)》为例，介绍中文期刊LyX模版的设计过程。根据LyX的工作模式，模板设计分为2个部分：①设计Layout布局文件，以实现期刊信息的可视化输入；②编写LaTeX样式文件，以实现期刊的排版格式。

2.1 布局文件

根据现有《东南大学学报(自然科学版)》的论文格式，自定义一个Layout文件，将常用的标题区信息(例如中英文标题、作者姓名、作者单位、摘要、关键词、作者简介、基金项目等)整合到LyX软件的用户界面中，从而使用户在编辑文档时只需要调用相应的菜单或者工具栏即可。

Layout的语法是每个布局以Style开始、End结束，每段语句前面是字段名，后面是字段赋值，不同的字段代表不同的意义。例如，在Layout文件里增加如图2所示的语句来实现增加作者简介的布局。图2中，将第1行代码拷贝至LyX自带的“Author”的布局参数，下面几行代码代表重新定义“作者简介”布局参数，其作用是在LyX工具栏生成“作者简介”的格式栏，用户选取该格式后，在LyX文档区便可以显示文字“作者简介：”，用户在此之后输入的文字将作为LaTeX命令authorintro 的参数。采用类似的方法，可加入所投稿件的其他信息，最终用户的LyX首页界面见图3。用户投稿时只需要在相应的区域填入信息，便可以输入文章信息。

图2 Layout语句示例

图3 LyX模板的布局效果

2.2 LaTeX样式文件

设计期刊论文格式的LaTeX样式文件，完成与LyX文件的交互并实现论文格式的排版。样式文件由.cls文件和.cfg文件2个部分组成，.cls文件用于实现论文格式的排版，.cfg文件则为论文出版信息和中文化的配置文件。

2.2.1 设置页面与中文字体

根据现有的论文格式，使用geometry宏包定义页面的大小以及页面边距，分栏功能使用multicol设置分栏的宽度。中文字体主要使用xeCJK宏包，xeCJK最大的特点为使用Unicode进行中文编码，通过fontspec宏包可以直接调用系统字体，无须用户自行安装字体[7]。本模版中使用的字体包括宋体、仿宋、楷体、黑体和华文新魏5种，Windows系统可以直接调用，Linux或者Mac系统则需要用户自行安装字体。模板中通过setCJKmainfont命令设置中文缺省字体为宋体，采用setmainfont命令设置英文缺省字体为Times New Roman，其他的字体通过setCJKfamilyfont添加。为了方便切换不同的字体，可以自定义命令进行字体和字号选择。

2.2.2 标题页

《东南大学学报(自然科学版)》的标题页主要包括中英文标题、摘要、关键词以及论文脚注，所有信息均由用户在LyX模版的主文件中输入，模板的类文件从LyX文件读入相关的标题信息变量，生成标题页。标题页一般使用maketitle命令生成。但缺省的maketitle命令一般不符合期刊的排版要求，因此需要在样式文件中通过 enewcommand{maketitle}重新定义maketitle命令。以英文标题为例，首先在Layout文件中定义了entitle的style，然后在类文件中定义一个命令@entitle，读入传递参数(LyX文档中的文字)，之后如果需要显示英文标题，直接调用@entitle即可(图4)。

图4 标题页代码示例

由于LaTeX中不能输入空行，段落之间的间距只能通过行距和段落距离进行控制，而中文期刊标题页中行距不统一，因而使用vspace命令控制更加方便。采用这种方法，依照期刊的现有模版依次写入标题页信息，控制字体的大小和字段间距，便可生成标题页。标题页所有的生成命令均在maketitle中，LyX在文档开始自动调用，无需手动写入样式文件。

2.2.3 出版信息

出版信息主要在模板的.cfg文件中定义，仅在论文出版前由编辑手动修改，需要输入文章的流水号、收稿日期以及发表时间等常用信息(图5)，模版能够根据这些信息自动生成文章的数字对象唯一标识符(DOI)、脚注以及页眉，从而减轻了排版的工作量。

图5 出版信息配置文件

中文期刊DOI的编码方案包括前缀和后缀2个部分。10.3969是万方公司分配给其合作期刊的固定前缀，后缀部分主要由国际标准连续出版物编号(ISSN)、出版年份、期号和论文流水号组成，这些都是之前定义过的变量，只需要重新组合便可以自动生成DOI(图6)。

图6 自动生成DOI代码示例

如果期号是个位数，需要在期号前面补一个0，因此定义了 wodigits命令以判断期号是否需要补0。文章编号和引用本文的生成也采用类似的方法，但这2项内容需要文章排版后的总页数和最后一页的代码，可以采用pageslts实现页码的交叉引用。

2.2.4 页眉和脚注

《东南大学学报(自然科学版)》的现行模版中没有页脚，页眉较为复杂，标题页有单独的页眉和脚注，正文中奇偶页的页眉内容各不相同。LaTeX缺省定义了4种页眉页脚格式，分别为empty(无页眉页脚)、plain(没有页眉，页脚中部放置页码)、headings(无页脚，页眉包含章节的标题和页码)和myheadings(用户自定义)。文档中可以使用pagestyle命令设定当前页面所用的格式。但是用户如果定义奇偶页不同等较为复杂的页眉页脚格式时，会遇到诸多限制，本研究采用fancyhdr宏包设置页眉页脚，便可实现以上版式。首先，定义2个命令headstyle和mainstyle，分别用于设定首页和正文的页眉格式。在生成标题页时使用pagestyle{fancy}命令，调用fancyhdr页眉页脚格式，通过headstyle命令输出首页页眉，从第2页开始执行正文页眉命令mainstyle，即可完成正文页眉的设置。这种方法需要在LyX文档中第2页内容的任意位置手动插入TeX代码，但是不同文章中第2页位置不固定，可能会给作者带来困扰，故本研究采用everypage宏包自动执行。当LaTeX生成PDF文档新页面时，everypage宏包提供命令接口，以执行相关命令。正文页眉设置的代码见图7。

图7 正文页眉的自动设置示例

2.2.5 正文格式

LyX采用结构化的文档编写方式，其排版主要包括标题、段落间距、图表公式浮动项的格式设置。期刊论文正文的标题级别有节(section)、小节(subsection)、子小节(subsubsection)，可在LyX的环境选择框中可以直接设置。为了与现行模版的标题格式一致，还需要在LaTeX类文件中改变缺省的标题格式。使用 itleformat命令设置标题的序号、字体，采用 itlespacing命令设置标题与上下段落的间距。图和表等浮动项格式通过caption宏包设置，主要设置内容包括题名的中文名称和上下文间距。

2.2.6 参考文献

LyX默认使用BibTeX处理参考文献，而参考文献的格式由.bst样式文件控制。基于GB/T 7714—2005参考文献著录规则的BibTeX样式文件[8]对参考文献的格式进行简单修改(例如英文作者首字母大写、期刊名称斜体、期号加粗等)，使之与《东南大学学报(自然科学版)》中参考文献格式一致。

2.2.7 模板的总体效果

本研究设计的《东南大学学报(自然科学版)》的LyX模板还处于测试阶段，模板源代码和示例文件参见https://github.com/oldoldstone/jseu。模板中的示例文件[图8(a)]包含了常用的章节格式、插图、表格和公式，LyX文档界面和生成的PDF文件见图8(b)。

作者只需按照层次结构依次录入文档内容，便可以撰写文档，无需在LyX文档中输入LaTeX代码。图表和公式可以在LyX中直接显示，便于作者实时查看和纠错。模板生成的PDF与《东南大学学报(自然科学版)》的现行论文版式一致，达到了预期效果。

3 讨论

LaTeX在公式编排、图表编号、索引制作、参考文献制作和公式字体设置等方面的方便程度优于Word。虽然很多出版机构都提供LaTeX模板，但作者写作时需要掌握大量的TeX代码，采用填空的形式依次键入内容，对于没有经验的作者而言，起步阶段可能存在困难。此外，作者和编辑在编排时无法查看结果，必须编译之后才能看到真正的排版效果。这些缺点都制约了LaTeX在出版行业中的进一步推广应用。

LyX是一款具有可视化用户界面的LaTeX编辑器。其运行模式是用户在软件的图形化文档区编辑文档的具体内容，软件自动将文档的内容转换为TeX代码，通过LaTeX编辑器输出PDF文件，PDF文件的格式取决于文档所使用的LaTeX样式文件。LyX不仅继承了LaTeX排版质量高、内容与格式分离的优点，同时也摆脱了LaTeX代码繁杂、可读性差的缺点，是一种“所见即所得”的系统。此外，LyX还支持追踪文本的变更，类似于Word中的修订功能，有利于编辑的校订工作，更有利于作者和编辑之间的交流，适用于科技期刊排版。因此，在科技期刊论文排版中推广LyX软件，只须定制适合期刊格式的LyX模板，使其成为投稿、编辑、排版的共同模板，作者无须花费精力研究LaTeX命令，便能够轻松插入图表、公式，在LyX模板上完成论文的撰写，得到符合期刊要求的稿件，编辑则可以直接编排和校订投稿文档，实现了投稿-排版的无缝转换，工作效率显著提升，双方的沟通交流也更加直观。

图8 模板总体效果。(a)示例文件；(b)PDF文件

4 结语

介绍了图形化LaTeX编辑器LyX软件的安装和使用，阐述了定制中文期刊LyX模板的思路和具体步骤。所设计的LyX模板具有LaTeX排版系统格式与内容分离、排版质量高的优点，图形界面简单直观，作者无须深入掌握LaTeX知识便可完成论文的撰写。LyX软件的另一个优势是支持修订和版本控制功能，有利于作者和编辑之间的交流。因此，LyX模板可作为科技期刊投稿、编辑、排版的共同模板，真正实现编校排一体化，有效地提高了期刊作者和编辑的工作效率。

[1] 王勇,姚萍,王岚,等. LaTeX与方正书版排版数学论文探讨[J]. 中国科技期刊研究,2012,23(6):1036-1039.

[2] 徐清华,赵惠祥,曲俊延. 科技学术期刊编校排版流程优化的思考与实践[J]. 中国科技期刊研究,2016,27(5):463-469.

[3] 罗振. 中文科技期刊论文LaTeX模板的研究与实践[J]. 中国科技期刊研究,2016,27(11):1182-1187.

[4] 王春燕. 应用LaTeX系统排版自然科学类期刊的优势分析[J]. 出版科学,2007,15(3):77-79.

[5] 龙静,尚婵妤,孙云志. 定制科技期刊LaTeX论文模板的思路和实践[J]. 中国科技期刊研究,2015,26(9):975-980.

[6] The LyX user′s guide[EB/OL]. [2017-09-20]. http://wiki.lyx.org/LyX/Manuals.

[7] 刘二钢. 浅析LaTeX编辑中文的实现办法[J]. 电脑知识与技术,2015,11(15):192-194.

[8] Hu H X. GB/T 7714—2005-BibTeX-Style[EB/OL]. [2017-09-20]. https://github.com/Haixing-Hu/GBT7714-2005-BibTeX-Style.