使用 amsmath 和 sfmath 进行绘图标签的乳胶字体样式问题

Question

我有一个关于在 python 中使用 TeX 的问题。

我启用了以下软件包：

import numpy
import matplotlib
import matplotlib.pyplot as plt

matplotlib.rc('text', usetex = True)
matplotlib.rc('font', **{'family' : "sans-serif"})
params = {'text.latex.preamble' : [r'\usepackage{siunitx}', r'\usepackage{sfmath}']}
plt.rcParams.update(params)

可以在我的previous question 中查找原因。

不过，我现在也可以使用amsmath 包的字体了。当我将它包含在参数中时，它没有响应。我所需要的只是amsmath 用“a”标记绘图的 x 轴。

所以要告诉你我有什么：

以及我想要的（关于 x 标签）：

请注意，为了生成第二张图片，我将sfmath 更改为amsmath。这立即弄乱了 x 和 y 刻度。这是我不想发生的事情。

是否可以将单个字母/单词的字体样式更改为amsmath 的字体样式？这样我就可以在指示我的图形的 x-label 时只使用该字体样式。

另一种方法是在params 中将sfmath 替换为amsmath，并确保刻度看起来像第一张图片。

谢谢

顺便说一句，这些数字是使用以下方法创建的：

fig = plt.figure()

ax1 = fig.add_subplot(1, 1, 1)
ax1.set_xlabel(r"$a$", fontsize = 14)

plt.show()

Answer 1

使用第二种方法，我们可以准确地实现您正在寻找的内容：使用amsmath，然后将刻度标签更改为不同的字体。与此处列出的其他答案相比，这更像是一种 hack，但它最接近您想要的。

诀窍是使用amsmath 并让 Matplotlib 像往常一样渲染所有内容，然后在最后使用原始无衬线字体重置刻度标签。我不确定这是否完全颠覆了usetex，但如果确实如此，那么你就有了 TeX 渲染标签和 Matplotlib 渲染标签的奇怪组合。看起来很棒！

重要的一段代码是

fontProperties = {'family':'sans-serif', 'weight': 'normal', 'size': 12}
ax1.set_xticklabels(ax1.get_xticks(), fontProperties)
ax1.set_yticklabels(ax1.get_yticks(), fontProperties)

将此添加到脚本的末尾并添加 amsmath 会得到以下结果：

import numpy
import matplotlib
import matplotlib.pyplot as plt

matplotlib.rc('text', usetex = True)
matplotlib.rc('font', **{'family' : "sans-serif"})
params = {'text.latex.preamble' : [r'\usepackage{siunitx}', r'\usepackage{amsmath}']}
plt.rcParams.update(params)

fig = plt.figure(figsize=(8,6))
ax1 = fig.add_subplot(1, 1, 1)
ax1.set_xlabel(r"$a$", fontsize = 14)

fontProperties = {'family':'sans-serif', 'weight': 'normal', 'size': 12}
ax1.set_xticklabels(ax1.get_xticks(), fontProperties)
ax1.set_yticklabels(ax1.get_yticks(), fontProperties)

Answer 2

sfmath 包有一个选项mathitOrig，它保留了用于斜体数学的原始字体（这是 LaTeX 中的大多数数学）。将此选项与 $\mathit{a}$ 一起使用可以让您获得接近您想要的东西，尽管它并不完美，因为数学字体与 amsmath 字体不太一样。

import numpy
import matplotlib
import matplotlib.pyplot as plt

matplotlib.rc('text', usetex = True)
matplotlib.rc('font', **{'family' : "sans-serif"})
params = {'text.latex.preamble' : [r'\usepackage{siunitx}', r'\usepackage[mathitOrig]{sfmath}']}
plt.rcParams.update(params)

fig = plt.figure()
ax1 = fig.add_subplot(1, 1, 1)
ax1.set_xlabel(r"$\mathit{a}$", fontsize = 14)

Answer 3

我认为 not 放入 $ ... $ 的所有内容都呈现为普通文本。然后我们可以单独定义一个文本字体和一个数学字体。但是，刻度标签受 LaTeX 数学字体的影响，如您的问题中所示。这很奇怪，matplotlib 以某种方式将所有刻度标签包装在数学环境中。因此，这里的基本挑战是刻度标签和轴标签使用相同的字体呈现。现在，我们可以通过使用多个数学字母来解决这个问题。然后，您将不得不在整个地方使用类似\mathrm{} 的东西。

但是，我的假设是最初的问题是您不喜欢 Computer Modern 字体中的刻度标签。因此，我的建议是将整体字体更改为看起来不错的字体，用于刻度标签和轴标签。我发现 Linux Libertine 就是这样一种字体。我不是 100% 确定 matplotlib 如何包装文本，因此我建议定义文本和数学字体，两者都很好地结合在一起。这可以通过newtx LaTeX 包来实现。使用lualatex，序言可以保持非常干净以实现我们想要的，并且我们使用现代工具。根据http://matplotlib.org/users/pgf.html，官方支持 LuaLaTeX 通过 PGF 后端生成 PDF 图形。所以，这是我建议的代码：

import matplotlib as mpl
mpl.use('pgf')
import matplotlib.pyplot as plt

pgf_with_lualatex = {
    "text.usetex": True,
    "pgf.rcfonts": False,   # Do not set up fonts from rc parameters.
    "pgf.texsystem": "lualatex",
    "pgf.preamble": [
        r'\usepackage[libertine]{newtxmath}',
        r'\usepackage[no-math]{fontspec}',
        r'\usepackage{libertine}',
        ]
}
mpl.rcParams.update(pgf_with_lualatex)

fig = plt.figure()
ax1 = fig.add_subplot(1, 1, 1)
ax1.set_xlabel("$a b c$", fontsize = 14)
plt.savefig('figure.pdf')

我们通过将rcfonts 设置为False 以及在LaTeX 序言中设置文本和数学字体来对字体进行绝对控制。需要fontspec 包的no-math 选项才能让newtxmath 设置数学字体。

生成的PDF看起来不错，这是截图：