Animações otimizadas em LaTeX

Este projeto fornece uma abordagem para construir animações otimizadas em LaTeX por meio do pacote animate. A ideia surgiu a partir de uma questão do LaTeX Stack Exchange.

Requisitos

Para o pacote animate funcionar é necessário utilizar algum leitor de PDFs da adobe:

# funciona bem
Adobe Reader XI

# funciona muito melhor
Adobe Reader DC

Para os outros leitores PDFs que não suportam o pacote animate existe a opção poster suportada pelo pacote. Esta opção deixa visível algum dos frames da animação e assim caso não seja suportado o pacote, o usuário vai encontrar apenas uma imagem estática.

Sobre o pacote animate

Basicamente o pacote animate fornece dois comandos LaTeX para construir as animações. Como queremos contruir de forma otimizada, optamos por gerar todos os frames em um PDF (sera discutido abaixo) e então incluir pelo comando \animategraphics.

% o parâmetro [controls] inclui um controle no rodapé da animação
\animategraphics[parâmetros]{número de frames}{caminho do pdf}{}{}	

Para informações detalhadas do pacote animate consulte o manual animate package.

Gerando os frames da animação de forma otimizada

Para gerar a animação de forma otimizada, a ideia é contruir um PDF com todos os frames (neste caso utilizando o pacote tikz) e contruir a animação com o comando \animategraphics. Assim, fornecemos neste projeto um arquivo main.tex com um código mínimo para gerar os frames. Fornecemos também exemplos com uso dessa abordagem, em cada exemplo disponível na pasta exemplos também está disponível um arquivo com o sufixo -animate.tex contendo as chamadas para gerar a animação com o comando \animategraphics.

Arquivo main.tex

Alguns detalhes sobre o arquivo base main.tex são dados abaixo.

Classe base

Utilizamos a classe base article, poderiam ser outras, mas com o conteúdo disponível na internet ficou mais fácil utilizar esta.

% classe base
\documentclass[10pt]{article}

Pacotes necessários

Como estamos interessados em construir frames a partir de figuras vetorizadas, o mínimo que precisamos é dos dois pacotes seguintes:

% pacote para construir figuras vetorizadas
\usepackage{tikz}
% pacote com o comando de laço \whiledo
\usepackage{ifthen}

Extraindo um environment como figura

Cada figura tikz gerada no loop vai ser uma página (frame) no PDF da animação. Assim, queremos imprimir nas páginas o environment tikzpicture, fazemos isso incluindo a chamada do comando \PreviewEnvironment.

% vamos gerar animações utilizando tikzpicture
\PreviewEnvironment{tikzpicture}

Loop para gerar os frames

Para gerar os frames precisamos determinar o número máximo de frames, fazemos isso com uma variável criada via \def.

% 100 frames ou 100 figuras
\def\Frames{100}

Para incrementar o contador do loop existem várias formas. Escolhemos aqui utilizar uma variável via \xdef. Basicamente o \xdef cria uma variável em contexto global, isso é necessário porque queremos alterar a variável em cada passo do loop.

% define um contador para o loop
\xdef\i{0}

O loop funciona via \whiledo. Dentro do loop nós fazemos a chamada do environment tikzpicture e adicionamos alguns outros códigos dentro do environment:

% variáveis para controlar o bounding box de cada página
\def\xI{-1} \def\xF{1} \def\yI{-1} \def\yF{1}

% o comando useasboundingbox gera o espaço para criar as animações. Ele não é necessário, porém, sem ele os frames ficam com tamanhos diferentes (dependendo de como são construidos).
\useasboundingbox (\xI , \yI) rectangle (\xF , \yF);

conteúdo que eu vou gerar...

Finalmente, após fechar o environment tikzpicture adicionamos os passos do loop \whiledo:

• Computar o novo valor do contador \i usando uma variável temporaria \temp via comando \pgfmathtruncatemacro.
• Atualizar \i via \xdef (contexto global).
• Criar uma nova página com o comando \newpage.

% computar o novo valor do contador utilizando uma variável temporária
\pgfmathtruncatemacro{\temp}{\i+1}%
% atualiza o contador
\xdef\i{\temp}%
% cria uma nova página
\newpage% 

Colocando tudo junto

Finalizando, temos o conteúdo do documento main.tex.

\documentclass[10pt]{article}

\usepackage{tikz}
\usepackage{ifthen}
% pacotes adicionais ...

\usepackage[tightpage,active]{preview}

\PreviewEnvironment{tikzpicture}

\begin{document}

\def\Frames{100}

\xdef\i{0}
\whiledo{\i<\Frames}{%
   \begin{tikzpicture}
		
      \def\xI{-1} \def\xF{1} \def\yI{-1} \def\yF{1}
		
      \useasboundingbox (\xI , \yI) rectangle (\xF , \yF);

      % coloque o conteúdo aqui (frame a frame)
	
   \end{tikzpicture}
   \pgfmathtruncatemacro{\temp}{\i+1}%
   \xdef\i{\temp}%
   \newpage%
}
\end{document}

Outros

Criando as animações

As animações podem ser incluidas dentro do article, book, beamer e qualquer variação. São fornecidos nos exemplos arquivos com o sufixo -animate.tex, nestes arquivos contém um código de exemplo para rodar as animações utilizando a classe standalone (lembre-se que as animações so funcionam nos leitores de PDF da Adobe).

% classe "shell" do LaTeX
\documentclass[]{standalone}

% pacotes
\usepackage{pst-func}
\usepackage{animate}
\usepackage{graphicx}

\begin{document}
	
  \animategraphics[parâmetros]{número de frames}{caminho do pdf}{}{}	
	
\end{document}

Para chamar a animação dentro do beamer é necessário utilizar a opção fragile:

\documentclass{beamer}

% código omitido

% pacotes
\usepackage{animate}
\usepackage{graphicx}

% código omitido

% colocando animate dentro do beamer
\begin{frame}[fragile]{Animate e beamer}{Exemplo do uso do pacote animate}
  \animategraphics[parâmetros]{número de frames}{caminho do pdf}{}{}
\end{frame}

% código omitido

Extras

Dentro de cada exemplo disponível na pasta exemplos é fornecido um arquivo de shell linux clean.sh para excluir arquivos temporários gerados pelo LaTeX que muitas vezes atrapalham o desenvolvimento:

# chamar o arquivo pelo terminal
sh ./clean.sh

Autor

Podem me enviar um e-mail se houver alguma dúvida.

• Charles Gobber - [email protected]