Literatura
----------

John D. Hobby: METAPOST, a user's manual.
http://www.tug.org/docs/metapost/mpman.pdf

Miroslava Krátká: Tvorba obrázků pro matematické texty pomocí
METAPOSTu. Diplomová práce, MU Brno, 2001
http://mirka.janik.cz/dp/

Troy Henderson, Stephan Hennig: A Beginner’s Guide to METAPOST for
Creating High-Quality Graphics.
http://www.tug.org/docs/metapost/mpintro.pdf

Andre Heck: Learning METAPOST by Doing.
http://www.science.uva.nl/~heck/Courses/mptut.pdf

Fabrice Popineau: Practical METAPOST.
http://www.ntg.nl/maps/28/16.pdf

online

Seriál Metapost a grafika v postscriptu na Root.cz:
http://www.root.cz/serialy/metapost-a-grafika-v-postscriptu/

ukázky
------

Metapost : exemples
http://tex.loria.fr/prod-graph/zoonekynd/metapost/metapost.html

Metapost: A Very Brief Tutorial
http://www.ursoswald.ch/metapost/tutorial.html

Úvod
----

METAPOST

= programovací jazyk pro popis (a kreslení) vektorových obrázků, autor
John D. Hobby, 1989

- derivát jazyka METAFONT Donalda E. Knutha pro tvorbu písem (fontů)
-- výstup bitová mapa a metrika písma, práce s písmeny

- vstup: textový soubor (s příponou .mp) s programem

- výstup: Encapsulated Postscript (EPS, tzv. zapouzdřený Postscript,
program v jazyce Postscript), PDF a SVG

- obsažen v distribucích TeXu

Jdeme na to
-----------

- kostra (v souboru obrazek.mp):

prologues:=3;

beginfig(N);
příkazy
endfig;

...

end/bye;

- popis obrázku mezi beginfig(N) a endfig, N je číslo (>= 0)

- zdrojový text (zdroják): příkazy ukončené ;, komentář od % do konce
řádku

- překlad: mpost obrazek, pro výstup obrazek.N = EPS, mptopdf obrazek,
pro výstup obrazek-N.pdf, plus obrazek.log (záznam překladu, také na
konzoli), příp. ještě obrazek.mpx (texty vysázené TeXem jako obrázky v
METAPOSTu)

- MetaPost Previewer (http://www.tlhiv.org/mppreview/) - WWW formulář
pro zdroják, výstupy EPS, PDF, SVG, PNG, SWF

Datové typy a proměnné
----------------------

- numeric pro čísla: celá i necelá, příp. s jednotkou, reprezentována
jako násobky 1/65536 (konstanta epsilon), < 4096 (dočasné až 32k),
operace +,-,*,/,** (umocnění), decimal pro převod na řetězec, funkce
sqrt, abs, round, sind, cosd

- pair pro souřadnice bodů: dvojice čísel (x,y), operace +,-, s číslem
*(také nic),/, bod A + x*(B-A) na přímce mezi body A,B: x[A,B], např.
střed 1/2[A,B], xpart, ypart pro souřadnice, dotprod pro skalární
součin, abs pro (Eukl.) délku mezi body aj.

- path pro cestu = lomená čára bod--bod--bod, uzavřená bod--cycle,
nebo Beziérova kubická křivka procházející body bod..bod..bod,
uzavřená bod..cycle, kontrolní body automaticky, ručně sklon tečny do
bodu {dir číslo}bod a z bodu bod{dir číslo}, číslo sklon ve stupních,
předdefinované up, down, left, right, dále napětí mezi body, zakřivení
v bodě a mezi body, kontrolní body ..controls bod and bod.., kružnice
(s jednotkovým průměrem a středem v (0,0)) fullcircle, část nad osou x
halfcircle, v prvním kvadrantu quartercircle

- transform pro afinní transformaci (složení posunutí, rotace,
škálování a zkosení, t(p(x,y)) = (t_x + t_xx * p(x) + t_xy * p(y), t_y
+ t_yx * p(x) + t_yy * p(y)), viz dále), konstanta pro identitu
identity, xpart atd. pro parametr, aplikace na cesty, obrázky, pera a
transformace

- (rgb)color (cmykcolor) pro barvu: trojice (čtveřice) čísel (x,y,z) z
[0,1] pro složky modelu RGB (CMYK), předdefinované black = (0,0,0),
white = background = (1,1,1), red, green, blue, operace +,-, s číslem
*, např. 0.8white, redpart apod.

- string pro řetězec v "", & zřetězení, length řetězec, substring pair
of řetězec - pozice 0 až počet znaků + 1 kolem znaků

- boolean pro true/false, operace and, or, not

- picture pro obrázek: nakreslený currentpicture, prázdný nullpicture

- pen pro pero: předdefinovaná kruhové pencircle a čtvercové pensquare

- pro lib. dat typ relace = a <>, kromě path, picture a pen i <, >,
<=, >=

- jména dat. typů také jako unární operátory testující typ, known a
unknown pro testování znalosti hodnoty

- deklarace proměnné: typ jméno, jméno znaky anglické abecedy, číslice
a _, pole typ jméno[], prvky pole jménoindex, index od 1, např.
jméno1, bez typu = numeric, proměnné zsuffix deklarované jako
(xsuffix,ysuffix) typu pair, suffix typicky číslo, globální platnost
vyjma proměnných s prefixem x, y a z, výpis typu a hodnoty (na
konzoli/do logu) show jméno

- přiřazení hodnoty proměnná:=hodnota

- řešení (soustav) lineárních rovnic (s =), např. bod z3 v polovině na
úsečce mezi z1 a z2, z3=1/2[z1,z2], kde (x) na úsečce z3=x[z1,z2],
pomocné neznámé whatever, např. průsečík přímek
z5=whatever*[z1,z2]=whatever*[z3,z4], pro numeric, pair, color,
boolean a transform (!, např. pro T(p(x,y) = (4*p(x) + 3*p(y), -3*p(x)
+ 4*p(y)) rotace a škálování: (0,1) transformed T = (3,4); (1,1)
transformed T = (7,1); (1,0) transformed T = (4,-3);)

Základní příkazy
----------------

- souřadnicový systém z Postscriptu (klasický, střed (0,0)), jednotka
postscriptový bod bp = 1/72 in, další mm, cm, in = 2.54 cm, pt =
1/72.27 in, výhodné (pro úpravu měřítka obrázku) přiřazení používané
jednotky proměnné (typicky jména u)

- výchozí pero pro obrázek pencircle s tloušťkou 0.5 bp, v proměnné
defaultpen, změna pera pickup pero, vytvoření pera podle cesty
makepen(cesta), obráceně makepath(pero)

- kreslení draw bod/cesta/obrázek, aktuálním perem, barvou withcolor
barva, cesta vykreslena jako plná lomená čára nebo křivka, přerušovaná
dashed vzorek, vzorek (typu picture), předdefinované evenly
(čárkovaný, čárky a mezery 3pt), withdots (tečkovaný, mezera 5pt),
vlastní čárkovaný dashpattern(on délka off délka ...), zakončení podle
předdefinované proměnné linecap -- hodnoty rounded pro zakulacené,
butt pro rovné, squared pro čtvercové, rohy v lomené čáře podle
předdefinované proměnné linejoin -- hodnoty rounded, beveled, mitered,
zakončení šipkou drawarrow místo draw, šipka na konci, na začátku
drawarrow reverse, na obou koncích drawdblarrow, velikost šipky a úhel
podle předdefinovaných proměnných ahlength a ahangle, "odkreslení"
undraw

- oříznutí obrázku na cestu clip obrázek to cesta

- afinní transformace: posunutí o vektor objekt shifted pair, objekt
cesta, obrázek, pero, rotace o úhel od osy x ve stupních kolem bodu
(0,0) proti směru hodinových ručiček objekt rotated úhel, kolem bodu
rotatedaround (bod,úhel), škálování objekt scaled koeficient, jen v
ose x/y xscaled/yscaled, zkosení objekt slanted koeficient, osová
souměrnost podle přímky procházející body A,B objekt reflectedabout
(A,B), aplikace objekt transformed transformace, aplikace inverzní
transformace objekt transformed inverse transformace, možné další
transformace transformovaného objektu

- parametrizace cest (čar, křivek) (x(t),y(t)), čas t=0..n-1, n počet
zadaných bodů cesty, bod na cestě point čas of cesta, čas cesty length
cesta, podcesta subpath (čas,čas) of cesta, tečný vektor (typu pair)
direction čas of cesta, čas/bod odpovídající tečnému vektoru
directiontime/directionpoint vektor of cesta, bod průsečíku cest cesta
intersectionpoint cesta (chyba při neprotínání se), dvojice časů
průsečíku cesta intersectiontimes cesta ((-1,-1) při neprotínání se),
při více průsečících ten s nejmenším časem na první křivce
(zjednodušeně), oříznutí první cesty před/za průsečíkem s druhou
cestou b cesta cutbefore/cutafter b, uzavřená cesta jako hranice
oblasti ohraničené křivkami p1,...,pk (křivka složená z částí křivek
mezi průsečíky p_{i-1} a p_i) buildcycle(p1,..., pk)

- vyplnění uzavřené cesty fill cesta, černou barvou, jinou barvou
withcolor barva, "odbarvení" unfill (= fill cesta withcolor
background), vyplnění a vykreslení filldraw (unfilldraw)

- kreslení textu/obrázku label(řetězec/obrázek, bod) nebo
label.přípona(řetězec/obrázek, bod), přípona určuje polohu vložení
vzhledem k bodu: top, urt, rt, lrt, bot, llft, lft, ulft, vzdálenost
od bodu v předdefinované proměnné labeloffset (výchozí 3bp), bod jako
tečka dotlabel, ne kreslení, jen vytvoření textu/obrázku jako obrázku
(typ picture) thelabel, výchozí (postscriptové) písmo textu v
předdefinované proměnné defaultfont, např. cmr10 (výchozí), csr10,
neobsahují mezeru, rphvr (Helvetiva), rptmr (Times), neobsahují české
znaky, phvr8z, ptmr8z i s českými znaky, velikost písma v
předdefinované proměnné defaultscale (výchozí 1, typicky 10pt)

- text vysázený TeXem jako obrázek: btex zdroják TeXu etex, např. btex
$\sqrt x$ etex, při překladu překlad TeXem (pomocné soubory mpx*.tex
se zdojáky TeXu a obrazek.mpx s vysázenými texty jako obrázky v
METAPOSTu), vložení zdrojáku TeXu verbatimtex zdroják TeXu etex, pro
LaTeX nastavení překladače (latex, pdflatex, xelatex) v systémové
proměnné TEX před překladem (?), zdroják za verbatimtex pak zdroják
LaTeXu (včetně preambule) před zdrojáky za následujícími btex,
např. \documentclass{article} \begin{document} \large

Podmínky a cykly
----------------

- podmínka: if podmínka: kód else: kód fi, if v else zkráceně elseif,
podmínka je výraz vyhodnocený na typ boolean, kód nemusí být celé
příkazy a podmínka může být v příkazu, např. draw fullcircle scaled if
r < 0: r else: 2*r fi shifted s

- cyklus: for jméno = výraz, ...: kód endfor, výraz nemusí mít
přiřazenu hodnotu (viz řešení lin. rovnic), for jméno = výraz step
krok until výraz: kód endfor, výrazy a krok musí mít přiřazena čísla
(typ numeric), step 1 until zjednodušené na upto, step -1 until na
downto, krok celé číslo nebo násobek 1/65536, jinak cyklus nemusí
skončit!, kód nemusí být celé příkazy a cyklus může být v příkazu,
např. draw for a=(0,0),(1,0),(0,1): a -- endfor cycle, jméno je
parametr typu expr, ale není to proměnná, jméno jako parametr typu
suffix u cyklu forsuffixes, nekonečný cyklus forever, ukončení
exitif/exitunless podmínka -- simulace cyklu while

Makra
-----

- předdefinovaná, vedle tzv. primitivních příkazů, např. image(kód)
"vracející" kódem nakreslený obrázek (typ picture, nevykreslený)

- definice vlastních def jméno (typ parametr, ...) (typ parametr, ...)
= kód enddef, při použití se jméno(hodnota, ...)(hodnota, ...) nebo
jméno(hodnota, ..., hodnota, ...) nahradí kódem s dosazenými hodnotami
za parametry, parametry typu expr výrazy vyhodnocené na objekt
nějakého datového typu, např. def kruznice(expr c, r) = draw
fullcircle scaled 2*r shifted c; enddef a kruznice(3u,(1u,2u)),
parametry typu suffix jméno proměnné, např. def incr(suffix $) =
$:=$+1; enddef, převod parametru typu suffix na řetězec (např. pro
label) str parametr, typu text kód (!), např. def oramovane(text
t)(expr c) = draw t; draw bbox t withcolor c; enddef a
oramovane(fullcircle scaled 5u)(red), když je posledním příkazem před
enddef proměnná, její hodnota je makrem "vrácena" a je možné použití
proměnná = jméno(...)

[
- vardef jméno[]suffix místo def jméno (zároveň) definuje parametry
typu suffix #@ s hodnotou jméno a @ s hodnotou suffix, použití
jménoNsuffix(...), N je číslo


- skupina: příkazy mezi begingroup a endgroup, automaticky kolem kódu
ve vardef místo def, lokální proměnná save proměnná = "zlokálnění"
všech proměnných s prefixem proměnná na typ numeric, obnovení za
skupinou
]

Další
-----

- ohraničující obdélník (jako cesta) obrázku/cesty/pera bbox objekt,
velikost vnitřního okraje obdélníku v předdefinované proměnné
bboxmargin (výchozí 2bp), body rohů objektu (ll|lr|ur|ul)corner objekt

- předdefinovaná proměnná prologues > 0 (výchozí 0): výstup mpost je
EPS včetně instrukcí pro použití písma pro texty (ideálně hodnota 3) a
oříznutí obrázku na nejmenší obdélník s kresbou, jinak PS s
nezobrazujícími se texty (pro < 0 bez oříznutí?) -- instrukce doplní
ovladač dvips při překladu TeXového dokumentu s vloženým obrázkem,
použití při náročnějších TeXem sázených textech v obrázku, při
překladu mptopdf nemá význam

- výstup do SVG: předdefinovaná proměnná outputformat:="svg"

mfpic
-----

= balík maker (La)TeXu pro kreslení vektorových obrázků (podobně jako
prostředí picture nebo balík TikZ), makra implementovaná v METAPOSTu
(a METAFONTu), \usepackage[metapost]{mfpic}, prostředí mfpic, makra
\mfpic a \endmfpic, při překladu dokumentu vytvořeny soubory .mp

GUI aplikace
------------

Metagraf (http://w3.mecanica.upm.es/metapost/metagraf.php) - Java