LaTeX: Beamer-Klasse

Kleine Einführung zur Beamer-Klasse

Einleitung

Wer schon immer mal Präsentationen halten wollte, die auch die schwierigsten Formeln richtig darstellen, sollte sich mal ein wenig mit der Klasse beamer ausseinandersetzen. Dabei können die Folien durchaus graphisch ansprechend mit verlinkten Navigationsstrukturen, Farbübergängen oder Videos gestaltet sein. Außerdem ist es einfach mehrere Versionen (z.B. Handout, Artikel ...) des Vortrags zu erstellen ohne alles doppelt zu pflegen.

Als Ausgabeformat bietet sich das pdf-Format an, da es zum einen auf allen Plattformen unterstützt wird und zum anderen mit allen Feinheiten der Beamer-Klasse umgehen kann (zumindestens der Acrobat-Reader). Insbesondere bei Verwendung von Transparenzen kann es sonst vorkommen, dass das übersetzte Ergebnis nicht so ausschaut wie man sich das vorgestellt hat.

Präambel

Dokumentenklasse

Als erstes steht natürlich die Definition der Dokumentklasse an. Dies ist in unserem Falle vom Typ beamer und steht auf Debian-artigen Systemen nach einer Installation des richtigen Paketes, etwa durch: sudo apt-get install latex-beamer, zur Verfügung.

\documentclass{beamer}: Standardklasse für Beamer
\documentclass[draft]{beamer}: Entwickler-Modus in dem das File schneller kompiliert wird
\documentclass[handout]{beamer}: Zum Ausdrucken besser geeignete Version der Folien
\documentclass{article}: Artikel-Version; Funktioniert nur, wenn man zusätzlich das Paket beamerarticle mittels \usepackage{beamerarticle} einbindet.

Pakete

Allerdings macht es Sinn noch weitere Pakete zu laden, die etwa Umlaute oder mathematische Symbole erlauben.

\usepackage[ngerman]{babel}: Umlaute, neue deutsche Rechtschreibung
\usepackage[latin1]{inputenc}: Kodierung festlegen, für UTF-8 Unterstützung entsprechend \usepackage[utf8x]{inputenc}
\usepackage{amsmath,amsfonts,amssymb}: math. Symbole und Umgebungen

Themen

Vorgefertigte Themen ermöglichen ein ansprechendes Äußeres ohne viel Aufwand. Dabei werden fünf unterschiedliche Themenarten unterschieden.

Präsentationsthemen

Präsentationsthemen bestimmen alle Details einer Folie.

\usetheme{
	AnnArbor | Antibes | Bergen |
	Berkeley | Berlin | Boadilla |
	boxes | CambridgeUS | Copenhagen |
	Darmstadt | default | Dresden |
	Frankfurt | Goettingen |Hannover |
	Ilmenau | JuanLesPins | Luebeck |
	Madrid | Malmoe | Marburg |
	Montpellier | PaloAlto | Pittsburgh |
	Rochester | Singapore | Szeged |
	Warsaw
}

Farbthemen

Farbthemen bestimmen die Farben einer Folie.

\usecolortheme{
	albatross | beaver | beetle |
	crane | default | dolphin |
	dove | fly | lily | orchid |
	rose |seagull | seahorse |
	sidebartab | structure |
	whale | wolverine
}

Themen für Schriftzeichen

Die Themen für Schriftzeichen bestimmen die Schriftart.

\usefonttheme{
	default | professionalfonts | serif |
	structurebold | structureitalicserif |
	structuresmallcapsserif
}

Innere Themen

Innere Themen spezifizieren die inneren Elemente wie Kopf-, Fußzeile, Sidebar usw. einer Folie.

\useinnertheme{
	circles | default | inmargin |
	rectangles | rounded
}

Äußere Themen

Äußere Themen spezifizieren die Grenzen einer Folie und sagen ob und wo die inneren Elemente liegen.

\useoutertheme{
	default | infolines | miniframes |
	shadow | sidebar | smoothbars |
	smoothtree | split | tree
}

Transparente Overlays

Um halbtransparente Overlays auf seinen Folien zu haben, reicht es folgenden Schalter zu setzen:

\setbeamercovered{transparent}

Abschalten der Navigationselemente

Zum Abschalten der kleinen Navigationsleiste am unteren Rand reicht folgende Zeile aus:

\beamertemplatenavigationsymbolsempty

Seitenzahlen in Fußzeile einfügen

\setbeamertemplate{footline}[frame number]

Metainformationen

Um die Metainfomationen zu setzen die unter anderem für die Titelseite verwendet werden, kann man sich folgender Befehle bedienen:

\title[Kurzform]{Vortrag zur Berechenbarkeit}: Titel des Vortrages
\subtitle[Kurzform]{Untertitel}: Untertitel
\author[M. Schulz]{Michael Schulz}: Autor festlegen
\institute[IfI -- HU Berlin]{Institut für Informatik\\ Humboldt-Universität zu Berlin}: Angabe des Institutes
\date[26.05.06]{26. Mai 2006}: Datum der Präsentation, alternativ kann mittels \date{\today} auch das aktuelle Datum eingetragen werden.
\logo{\pgfimage[width=2cm,height=2cm]{hulogo}}: Die Datei hulogo.pdf (bzw. hulogo.png, hulogo.jpg, hulogo.mps bei Verwendung von pdftex als Backend) als Logo auf allen Folien, hier mithilfe des Paketes pgf.
\titlegraphic{\includegraphics[width=2cm,height=2cm]{hulogo}}: Die Datei hulogo.pdf (bzw. analog wie bei \logo auch entsprechendes Format) als Logo nur auf der Titelseite unter Verwendung des Paketes graphicx.
\subject{Berechenbarkeit}: Setzt Thema in den PDF-Dokument-Eigenschaften
\keywords{Gödelsätze, Unentscheidbarkeit}: Setzt Schlüsselwörter in den PDF-Dokument-Eigenschaften

Der Platz für die Metainformationen ist in der Literatur nicht ganz eindeutig. Einige Autoren setzen sie in der Präambel (also vor \begin{document}) andere unmittelbar danach. Für mein Verständnis vom Dateiaufbau gehören sie eindeutig in die Präambel. Allerdings kann es u.a. zu Problemen mit der Kodierung kommen, weshalb sie viele erst im eigentlichen Dokumententeil platzieren. Sollange man sicherstellt, dass die Metainformationen vor dem Aufruf von \titlepage gesetzt werden, sollte dies aber keinen Unterschied machen.

Beispiel

\documentclass{beamer}

\usepackage[ngerman]{babel}
\usepackage[latin1]{inputenc}

\usetheme{Boadilla}

\setbeamercovered{transparent}
\beamertemplatenavigationsymbolsempty
\setbeamertemplate{footline}[frame number]

\title{Proseminar Grenzen der Berechenbarkeit}

\author[M. Schulz]{
	Michael Schulz
}

\begin{document}

\end{document}

Die erste Folie

Einzelne Folien erzeugt man mittels Frame-Umgebung. Ein Frame kann wiederum mehrere Slides enthalten, die etwa durch Seitenumbrüche oder Overlay-Aktionen entstehen.

\begin{frame}[Overlay-Aktionen][Optionen]{Titel}{Untertitel}
	Inhalt
\end{frame}

Der (grüne) Teil nach \begin{frame} ist optional und muss daher nicht angegeben werden. Alternativ zur Frame-Umgebung kann man eine Folie auch mittels \frame{} Befehl erstellen, welcher als Parameter den Frameinhalt entgegen nimmt. Als Frameinhalt sind weitere LaTeX-Umgebungen erlaubt, solange sie die Zeichenkodierung nicht ändern. Es sei denn die fragile Option ist gesetzt.

Overlay-Aktionen

Overlay-Aktionen setzen die Standard-Overlay-Aktionen aller Umgebungen innerhalb des Frames, welche Aktion-Spezifikationen erlauben. Dazu gehören u.a. \item bei Listen und Block-Umgebungen.

<+->: Sorgt dafür, dass die Elemente stückweise zum Vorschein kommen.

Optionen

allowdisplaybreaks: Sorgt durch Aufruf von \allowdisplaybreaks aus AMS-LaTeX für einen Seitenumbruch bei mehrzeiligen Formelumgebungen. Funktioniert nur im Zusammenhang mit der Option allowframebreaks
allowframebreaks: Passt der Inhalt nicht mehr auf ein Slide, wird er automatisch auf mehrere Slides verteilt. Allerdings ist somit kein Overlay mehr möglich.
b,c,t: Sorgt dafür, dass der Frame nach unten (b), zentriert (c) oder nach oben (t) ausgerichtet wird.
fragile: Wird für Quelltextumgebungen, z.B. verbatim, benötigt.
label=name: Legt einen Namen für ein Frame fest um es später mit \againframe{name} erneut aufrufen zu können.
plain: Unterdrückt die Anzeige der Überschrift, Fußzeile und Sidebar.
squeeze: Verkleinert die vertikalen Abstände so weit wie möglich um u.U. mehr auf der Folie unterbringen zu können.

\begin{frame}[fragile]{"Uberschrift}
	\begin{verbatim}
		int foo() { return 0; }
	\end{verbatim}
\end{frame}

\frame[<+->][label=Liste]{
	\frametitle{"Uberschrift}
	\begin{itemize}
	\item uno
	\item duo
	\end{itemize}
}

Dabei wird mit \frametitle{} der Titel (und mit \framesubtitle{} der Untertitel) festgelegt.

Titelseite

Sollte man einen Vortrag vor Zuhörern halten, die einen nicht alle persönlich kennen, empfiehlt es sich, dass man sich kurz mit einer Titelseite vorstellt. Auf dieser sind dann alle Informationen zu finden, die man in der Präambel dazu angegeben hat.

\frame{
	\titlepage
}

Inhaltsverzeichnis

Ein Inhaltsverzeichnis am Anfang oder auch nach jedem größeren Abschnitt erleichtert das Verfolgen des Vortrages. Hier jeweils mit Pause nach jeder Section:

\frame{
	\frametitle{Inhaltsverzeichnis}
	\tableofcontents
	[pausesections]
}

Gliederung

Eine gute Strukturierung des Vortrages kann die Verständlichkeit stark erhöhen, denn sie hilft den Überblick zu behalten. Dazu kann man die von LaTeX schon bekannten Befehle nutzen. Diese bilden auch gleichzeitig die Grundlage für den Aufbau des Inhaltsverzeichnises.

\part[Kurzform]{Name}: Bei Lesungen mit mehreren Vorträgen bietet sich eine Unterteilung in Parts an, da dann jeder Vortrag mit eigenem Inhaltsverzeichnis und Navigationsstrukturen aufwartet.
\section[Kurzform]{Name}: Erzeugt eine neuen Abschnitt mit entsprechendem Namen
\subsection[Kurzform]{Name}: Erzeugt einen neuen Unterabschnitt mit entsprechendem Namen

Listen, Aufzählungen und Beschreibungen

Um langen Text zu vermeiden und damit die Übersicht zu erhöhen, sollte man u.a. auf listenartige Strukturen zurückgreifen.

ungeordnete Listen

\begin{itemize}
        \item ein Eintrag
        \item noch ein Eintrag
\end{itemize}

geordnete Listen

\begin{enumerate}
        \item An erster Stelle
\end{enumerate}

Beschreibungen

\begin{description}
        \item[${G_3}'$:] Die Menge R ist ausdr"uckbar.
\end{description}

mehrspaltige Folien

Um Elemente nebeneinander zu platzieren (etwa Beschreibung und Graphik), kann man sich der columns-Umgebung bedienen. In dieser kann man dann weitere columns-Umgebungen einbetten oder aber mit \columns neue Spalten erstellen.

\begin{columns}
        \column{.55\textwidth}
                \pgfimage[width=\textwidth]{schaubild}
        \column{.45\textwidth}
                \begin{enumerate}
                \item Start
                \item Stopp
                \end{enumerate}
\end{columns}

Blöcke

Die Beamer-Klasse liefert uns im Wesentlichen drei vordefinierte Elemente um Informationen gekapselt und markant auf den Folien zu präsentieren.

einfacher Block

\begin{block}{Blocktitel}
        Blocktext
\end{block}

Beispielblock

\begin{exampleblock}{Beispielblocktitel}
        Beispielblocktext
\end{exampleblock}

Warnungsblock

\begin{alertblock}{Warnungsblocktitel}
        Warnungsblocktext
\end{alertblock}

Theoreme, Lemmata und Beweise

Wer einen mathematischen Vortrag halten muss, wird die von den AMS-Paketen zur Verfügung gestellten Umgebungen für Theoreme und Beweise zu schätzen wissen. Dies dank \usepackage[ngerman]{babel} auch in deutsch.

Beweis

\begin{proof}
        Beweis
\end{proof}

Definition

\begin{definition}
        Definition
\end{definition}

Lemma

\begin{lemma}[XY -- Ein Dual zu YX]
        Lemma
\end{lemma}

Theorem

\begin{theorem}[T -- Nach Tarski]
        Theorem
\end{theorem}

Bemerkung

Ein Umgebung für Bemerkungen muss erst definiert werden. Dies ist aber schnell durch \newtheorem*{bem}{Bemerkung} in der Präambel getan.

\begin{bem}
        Bemerkung
\end{bem}

Overlays

Eines der wichtigsten Funktionen bei rechnergestützten Vorträgen ist meiner Meinung nach, dass stückchenweise Enthüllen der Folien. Dies ist ohne viel Aufwand durch Anbringen von "Foliennummern" an den Objekten getan. Natürlich kann man auch dies z.T. noch weiter vereinfachen, siehe z.B. beim Inhaltsverzeichnis. Jedoch will ich an dieser Stelle nicht näher darauf eingehen.

\begin{itemize}
        \item Einleitung
        \item<2-> daher
        \item<alert@3> aber Achtung!
        \item<3-> also so und so
        \item<4-> Schlussfolgerung
\end{itemize}

Dokument auf mehrere Dateien aufteilen

Gerade wenn das Dokument sehr lang wird und man langsam die Übersicht über den Quelltext verliert, sollte man z.B. die Präambel oder die Sektionen in einzelne Dateien auslagern.

\documentclass{beamer}

\input{praeambel.tex}

\begin{document}
	\input{sec_1.tex}
	\input{sec_2.tex}
\end{document}

Drucken

Irgendwann kommt der Punkt an dem man sein Werk zu Papier bringen will und man feststellt, dass die Applikation und/oder der Druckertreiber die Folien nicht richtig skalieren oder einen mehrseitigen Ausdruck nicht ermöglichen. Was aber spricht dagegen die Folien gleich druckergerecht zu erstellen? Am einfachsten ist dies mit dem Paket pgfpages getan. Für einen einseitigen Ausdruck auf A4 reichen folgende zwei Zeilen in der Präambel aus.

\usepackage{pgfpages}
\pgfpagesuselayout{resize to}[a4paper,border shrink=5mm,landscape]

Zum Drucken von 2, 4, 8 bzw. 16 (sehr klein) Folien pro Seite setzt man die Layoutoptionen entsprechend des nachfolgenden Beispiels.

\pgfpagesuselayout{2 on 1}[a4paper,border shrink=5mm]
\pgfpagesuselayout{4 on 1}[a4paper,border shrink=5mm,landscape]
\pgfpagesuselayout{8 on 1}[a4paper,border shrink=5mm]
\pgfpagesuselayout{16 on 1}[a4paper,border shrink=5mm,landscape]

Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass der Befehl \pgfpagelayout durch \pgfpagesuselayout ersetzt wurde (und einige meiner Dateien damit nicht mehr compilierbar sind).

Beamer-Klasse