Delphi Programming / Object Pascal
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[掲載 2014年12月31日] [更新 2014年12月31日]　Delphi 一般・その他 [未分類 - OS の操作等]
   
MathJax を使用してウェブページに数式を表示する
動作確認等 IE 11 (Internet Explorer 11), FireFox 34.0.5
IE 8 ではインラインの数式が表示できない
[整理番号 - 1730]






ウェブページに数式を表示する方法


ウェブページに数式を表示するには，現在，いくつかの方法があります．
筆者はかって，カルキングというソフトを導入したことがあります．カルキングは，ウェブページに数式を表示はできるのですが，ウェブページを閲覧する環境に，無料ですが，プラグインをインスールする必要がありました．

2009年，アメリカ数学会，応用数理学会 (米) 等によって，MathJax というプロジェクトが設立されました．この MathJax は JavaScript ライブラリで，ウェブページの作成側にも，ウェブページを閲覧する側にも，アドオンやプラグインの導入が必要ありません．
MathJax の利点の 1 つは，筆者にとっも馴染みのある LeTeX のマークアップで記述された数学的表記が利用できることです．

MathJax と LaTeX については，ここに書くよりも，ネット上に多くの情報があります．下記のリンクと言っても，Google の検索エンジンの検索ですが，そちらを参考にしてください．
LaTeX は，参考書も多く出版されています．

本ページの HTML コードの <head> タグ内，つまり，<head> と </head> の間には，以下のコードを挿入しています．このコードを挿入することにより，MathJax が利用できるようになり，インラインでの数式表示も可能になります．
locale=ja は，右クリックメニュー (ポップアップメニュー) を日本語にする設定です． 



<script src="text/javascript"
  src="https://cdn.mathjax.org/mathjax/latest/MathJax.js?config=TeX-AMS_HTML&locale=ja">
</script>
<script type="text/x-mathjax-config">
  MathJax.Hub.Config({
  tex2jax: {
    inlineMath: [ ['$','$'], ['\\(','\\)'] ],
    displayMath: [ ['$$','$$'], ["\\[","\\]"] ]
    processEscapes: true
  },
  "HTML-CSS": {
    matchFontHeight: false,
    preferredFont: null,
    webFont: "TeX"
  }
});
</script>

[備考 1]
当サイトは，文字コードとして shift_jis を使用しています．したがって，上の HTML コード，あるいは次項の LaTeX のマークアップのコマンド類の先頭が円記号 (¥) になっています．これは通貨記号の円記号ではなく，バックスラッシュ (\) を意味します．


[備考 2]
LaTeX の読み方は「ラテフ」ですが，現在は英語読みで「ラテックス」とも読むようです．


[備考 3]
MathJax の JavaScript は，Google 等のウェブ翻訳エンジンで翻訳した場合，実行されない場合があります．その場合，LaTeX で書いた数式は認識されません，その結果，LaTeX のマークアップ記述がそのまま表示されることになります．


[備考 4]
MathJax は，MathML (Mathematical Markup Language) というマークアップ言語で書かれたコードもウェブページに数式として表示することができます．





01_MathJax を使用した数式の表示例  -  $\mathrm{\LaTeX}$ のコマンドを使用


MathJax を使用した数式の表示例です．MathJax を使用すると言っても，MathJax 自身は LaTeX の数式コードを解析して，ウェブページに数式を表示する機能を持つ JavaScript ライブラリです．したがって，本項は，単なる LaTeX による数式の書き方の例とも言えます．
本ページは，LaTeX の使い方や LaTeX のコマンド類の説明，解説の記事ではありません．詳しいことは，LaTeX の参考書等で確認してください．


≪二次方程式 $ax^2 + bx + c = 0$ の根は $a\neq 0$ の時，次の「根の公式」で計算できます．≫

\[ x = {-b \pm \sqrt{b^2-4ac} \over 2a} \tag{1} \]
上の ≪≫ 内の文章中の $ax^2 + bx + c = 0$ は，HTML で次のように書いています．
このように，文章の中にインラインで数式を表示する場合は，数式を $ 記号で囲みます．		 

$ax^2 + bx + c = 0$

また，式 (1) の HTML コードは次のようになっています．
LaTeX のコードは，ホームページ作成ソフト等，WYSIWYG 形式でウェブページが編集できる場合，文章の一部として直接記述できます．HTML コードを操作する必要はありません． 


\[
  x = {-b \pm \sqrt{b^2-4ac} \over 2a}
  \tag{1} 
\]

数式の記述を \[ と \] で囲むこと以外は，LaTeX のマークアップ記述と同じです．
これらのコード内での改行は無視されます．LaTeX での改行は \\ か \newline を使用します．
半角の空白は複数入れても 1 つとなります．LaTeX の空白にはいくつかの種類があって，指定方法は別にあります．

不等号 (不等号記号) の < や > は，ウェブページを直接編集する場合は，そのまま書けます．
HTML コード内でこれらの記号を使用すると，タグ文字として認識されてしまいます．
例えば $a \lt b$ のように使用する場合には，< は \lt， > は \gt というコマンドが使用できます．これらは，lt (less than), gt (greater than) の略です．HTML のコード内に書く場合は，< や > の記述に文字参照も使用できます．


[備考]
通常の HTML コードにおける半角の空白文字は &nbsp; です．



次のコードを書くと，その下の式 (2) のように表示されます． 


\[
\int_{-\infty}^{\infty}\exp(-x^2) dx = \frac{1}{\sqrt{2\pi}}
\tag{2}
\]

\[ \int_{-\infty}^{\infty}\exp(-x^2) dx = \frac{1}{\sqrt{2\pi}} \tag{2} \]

少し複雑な式の例です．下のコードは，式 (3) のように表示する例です． 


\[
  \frac{\pi}{2} =
  \left( \int_{0}^{\infty} \frac{\sin x}{\sqrt{x}} dx \right)^2 =
  \sum_{k=0}^{\infty} \frac{(2k)!}{2^{2k}(k!)^2} \frac{1}{2k+1} =
  \prod_{k=1}^{\infty} \frac{4k^2}{4k^2 - 1}
  \tag{3}
\]

\[ \frac{\pi}{2} = \left( \int_{0}^{\infty} \frac{\sin x}{\sqrt{x}} dx \right)^2 = \sum_{k=0}^{\infty} \frac{(2k)!}{2^{2k}(k!)^2} \frac{1}{2k+1} = \prod_{k=1}^{\infty} \frac{4k^2}{4k^2 - 1} \tag{3} \]

下図は，MathJax で表示した数式の，ブラウザによる違いを確認したものです．
上が IE 11 (Internet Explorer 11) で，下が FireFox 34.0.5 の場合です．積分記号を含め，IE の方が見やすい感じがします．分数式の括線 (かっせん - 分母と分子の間の棒線) の太さは，レンダリングのタイミングなのでしょうか，太くなる時と，細く表示される時があります． 



図1
ブラウザによる違い
  • 上は IE 11
  • 下は FireFox 34.0.5




02_数式の $\mathrm{\LaTeX}$ コードを確認する


数式を表示するために使用した LaTeX のコードを確認する方法です．
前項のサンプルでは，説明のために LaTeX のコードを記事の中に書いています．下図のように，ポップアップメニューから [TeX コマンド] を選択すると，その数式を表示するのに使用した LaTeX のコードを確認することができます．筆者の IE 11 では，このダイアログが表示されません．原因については不明です．
ダイアログで表示した LaTeX のコードは，コピーして，テキストエディタ等に貼り付けることができます．[Ctrl] + [A], [Ctrl] + [C] 等の操作も可能です．



図2
数式の LaTeX コード




03_数式を SVG ( Scalable Vector Graphics ) で表示する


数式のレンダリングを，SVG を使用した方法に変更することができます．
下図のように，数式上の右クリックメニュー (ポップアップメニュー) を表示し，SVG を選択して，ブラウザの表示を更新します．SVG で表示すると，積分記号や階乗記号等が滑らかに表示できます．



図3
数式を SVG で表示

<head> タグ内の MathJax の src を，以下の URL に変更すると，自動的に，最初から SVG を使用した表示になります．
ネット上には，SVG を使用した方が表示が速いという記事もあります．筆者は MathJax で大量の数式を表示した経験がありません．SVG での表示速度が実用的に問題なければ，SVG での表示にした方がいいでしょう． 


<script src="text/javascript"
  src="http://cdn.mathjax.org/mathjax/latest/MathJax.js?config=TeX-AMS-MML_SVG&locale=ja">
</script>



04_MathJax の数式処理エラー


ブラウザの種類やバージョンによっては，数式が正しく表示されなかったり，[数式処理エラー] が表示されることがあります．

下図は，当サイトで配布している Google の検索結果のページを連続表示するプログラムで本ページを表示した結果です．赤枠の部分が正しく表示されていません．
このプログラムは IE 7 互換のレンダリングで動作します．このレンダリングモードの設定値は，レジストリにあります．これを，IE 11 互換のレンダリングモードにした結果が，その下の図です．数式が正常に表示されていることが分かります．

2014年12月31日現在の，当サイトのアクセス解析では，IE 8 (Internet Explorer 8) の方が圧倒的に多いようですが，IE 8 では一部の数式が正しく表示できない場合があるようです．
MathJax 側，つまり JavaScript のコードの設定があるかも知れませんが，一番確実な方法は IE をバージョンアップすることかも知れません．



図4
IE 7 互換で表示

図5
IE 11 互換で表示