Tkinterのテキストボックスに入力したLaTeX数式をリアルタイム表示する方法

Python の Matplotlib ライブラリは、データポイントを可視化したり、グラフやプロットを描画してデータを分析したりするアプリケーションで非常に役立ちます。本記事では、LaTeX 構文を処理できる Tkinter アプリケーションを作成する方法を解説します。

LaTeX 構文は、数式・科学的表記・数学記号・特殊文字などを含む科学技術ドキュメントを作成するために広く使われています。このようなアプリケーションを構築するには、matplotlib と TkAgg(Tkinter 向けの Matplotlib バックエンド API)モジュールが必要です。以下の手順に従って、アプリケーションの機能とウィジェットを組み立てていきましょう。

• Matplotlib、Tkinter、Ttk(ウィジェットのスタイル設定用)、TkAgg など必要なライブラリをインポートします。
• Frame を追加し、その中にラベルと Entry ウィジェットを定義します。
• Matplotlib の figure() メソッドで図(Figure)のサイズを指定します。この図をキャンバスへの描画に使用します。
• TkAgg を使って図を配置するための Canvas ウィジェットを作成します。
• Entry ウィジェットの内容を取得し、Matplotlib の組み込み関数 text() を使ってテキストを図として描画する関数を定義します。
• Enter(Return)キーの押下やクリックイベントに関数をバインドし、結果をキャンバスに表示します。

サンプルコード

# 必要なライブラリをインポート
from tkinter import *
from tkinter import ttk
import matplotlib
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.backends.backend_tkagg import FigureCanvasTkAgg

# TkinterアプリケーションのバックエンドとしてTkAggを使用
matplotlib.use("TkAgg")

# tkinterフレームのインスタンスを作成
win = Tk()

# ウィンドウのサイズを設定
win.geometry("700x350")

# ウィンドウのタイトルを設定
win.title("LaTeX Viewer")

# 図の出力を取得する関数を定義
def graph(text):
    # Entryの入力内容を取得
    tmptext = entry.get()
    tmptext = "$" + tmptext + "$"
    # 前回描画した数式をクリア
    wx.clear()
    wx.text(0.2, 0.6, tmptext, fontsize=20)
    canvas.draw()

# Frameオブジェクトを作成
frame = Frame(win)
frame.pack()

# Entryウィジェットを作成
var = StringVar()
entry = Entry(frame, width=70, textvariable=var)
entry.pack()

# Frame内にラベルウィジェットを追加
label = Label(frame)
label.pack()

# 図のサイズを定義して描画
fig = matplotlib.figure.Figure(figsize=(7, 4), dpi=100)
wx = fig.add_subplot(111)
canvas = FigureCanvasTkAgg(fig, master=label)
canvas.get_tk_widget().pack(side=TOP, fill=BOTH, expand=1)
canvas._tkcanvas.pack(side=TOP, fill=BOTH, expand=1)

# キャンバス内の軸を非表示に設定
wx.get_xaxis().set_visible(False)
wx.get_yaxis().set_visible(False)

# Enterキーに関数をバインド
win.bind("<Return>", graph)
win.mainloop()

実行結果

上記のコードを実行すると、Entry ウィジェットと図が表示されたウィンドウが開きます。テキストボックスに数式(LaTeX 記法)を入力して Enter キーを押すと、その内容が LaTeX 形式でリアルタイムにキャンバスへ描画されます。