부동체, 그림 & 표

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부동체, 그림 & 표

주제: LaTeX 레슨: 16개 중 6번째 선수지식: 문서 구조, 패키지 목표: 캡션, 레이블, 상호 참조, 고급 배치 기법을 포함한 LaTeX의 부동체 시스템을 사용한 그림, 이미지, 표의 배치 및 관리 마스터하기.

소개

LaTeX 초보자에게 가장 흔한 좌절감의 원인 중 하나는 그림과 표가 소스 코드에서 입력한 위치에 정확히 나타나지 않는다는 것입니다. 이는 LaTeX가 이것들을 부동체(Floats)로 취급하기 때문입니다—어색한 페이지 나누기를 피하고 좋은 타이포그래피를 유지하기 위해 최적의 위치로 "떠다니는" 객체입니다. 이 레슨에서는 부동체 시스템이 어떻게 작동하는지와 효과적으로 제어하는 방법을 설명합니다.

부동체란 무엇인가?

부동체는 다음과 같이 페이지를 가로질러 분할되어서는 안 되는 콘텐츠를 위한 컨테이너입니다: - 그림 (이미지, 다이어그램) - 표 - 알고리즘 (특수 패키지 사용)

LaTeX가 부동체를 사용하는 이유

다음 시나리오를 고려하세요: 텍스트를 작성하고 큰 이미지를 삽입합니다. 정확히 입력한 위치에 배치되면 이미지가 다음과 같은 문제를 일으킬 수 있습니다: - 페이지 하단에 큰 공백 남김 - 두 페이지에 걸쳐 분할 (읽을 수 없음) - 텍스트의 한 줄을 다음 페이지로 밀어냄

LaTeX의 부동체 시스템은 다음을 고려하여 자동으로 최적의 위치를 찾습니다: - 페이지 균형 - 참조와의 근접성 - 어색한 나누기 방지

절충점

  • 장점: 최적의 간격으로 전문적으로 보이는 문서
  • 비용: 정확한 위치 제어 상실
  • 해결책: "아래 그림"이 아닌 레이블과 참조(Figure~\ref{fig:name}) 사용

figure 환경

기본 구문:

\begin{figure}[placement]
  % content (usually \includegraphics)
  \caption{Description of the figure}
  \label{fig:identifier}
\end{figure}

위치 지정자

선택적 [placement] 매개변수는 부동체가 어디에 있어야 하는지 제안합니다:

  • h - here (대략 소스 위치에)
  • t - 페이지 top
  • b - 페이지 bottom
  • p - 부동체만 포함하는 특수 page
  • ! - LaTeX의 내부 제한 무시
  • H - 정확히 Here (float 패키지 필요, 떠다니기 방지)

지정자를 결합하여 LaTeX에 옵션을 제공하세요:

\begin{figure}[htbp]
  % LaTeX tries: here, then top, then bottom, then float page
\end{figure}

모범 사례: 기본값으로 [htbp] 사용. LaTeX가 이러한 옵션 중 최선을 선택합니다.

위치 지정자 세부 사항

% Try to place here
\begin{figure}[h]
  ...
\end{figure}

% Top of page preferred
\begin{figure}[t]
  ...
\end{figure}

% Bottom only
\begin{figure}[b]
  ...
\end{figure}

% Float page only (useful for large figures)
\begin{figure}[p]
  ...
\end{figure}

% Override restrictions (use sparingly)
\begin{figure}[!ht]
  ...
\end{figure}

그래픽 포함

graphicx 패키지

먼저 패키지를 로드하세요:

\usepackage{graphicx}

기본 이미지 포함

\begin{figure}[htbp]
  \centering
  \includegraphics{filename}
  \caption{My image}
  \label{fig:myimage}
\end{figure}

참고: 파일 확장자를 생략할 수 있습니다. LaTeX가 filename.pdf, filename.png 등을 찾습니다.

크기 조정 옵션

선택적 매개변수로 이미지 크기를 제어하세요:

% Set width
\includegraphics[width=0.8\textwidth]{image}

% Set height
\includegraphics[height=5cm]{image}

% Scale proportionally
\includegraphics[scale=0.5]{image}

% Set both (may distort if aspect ratio doesn't match)
\includegraphics[width=8cm,height=6cm]{image}

% Maintain aspect ratio while fitting in a box
\includegraphics[width=8cm,height=6cm,keepaspectratio]{image}

일반적인 너비 지정

% Relative to text width
\includegraphics[width=0.5\textwidth]{image}  % 50% of text width
\includegraphics[width=\textwidth]{image}     % full text width

% Relative to line width (same as \textwidth in single-column)
\includegraphics[width=0.8\linewidth]{image}

% Absolute measurements
\includegraphics[width=10cm]{image}
\includegraphics[width=4in]{image}

회전

\includegraphics[angle=90]{image}
\includegraphics[angle=45,width=5cm]{image}

완전한 예제

\documentclass{article}
\usepackage{graphicx}

\begin{document}

\section{Results}

Figure~\ref{fig:plot} shows the experimental data.

\begin{figure}[htbp]
  \centering
  \includegraphics[width=0.7\textwidth]{experiment_plot}
  \caption{Experimental results showing linear relationship between variables.}
  \label{fig:plot}
\end{figure}

As we can see in Figure~\ref{fig:plot}, the correlation is clear.

\end{document}

지원되는 이미지 형식

지원되는 형식은 LaTeX 엔진에 따라 다릅니다:

pdfLaTeX

  • PDF - 벡터 그래픽 (최고 품질)
  • PNG - 래스터 그래픽, 무손실
  • JPG/JPEG - 래스터 그래픽, 손실 (사진용)
  • EPS - 변환 필요 (epstopdf 패키지 사용)

XeLaTeX / LuaLaTeX

  • pdfLaTeX가 지원하는 모든 형식
  • EPS - 직접 지원

모범 사례

  1. 벡터 그래픽 (PDF, EPS): 다이어그램, 플롯, 수학 그림용
  2. 완벽하게 확대됨
  3. 작은 파일 크기

  4. 생성: TikZ, Matplotlib (.pdf), R, Inkscape

  5. 래스터 그래픽 (PNG, JPG): 사진, 스크린샷용

  6. 고해상도 사용 (인쇄용 300 DPI)
  7. 스크린샷, 투명도가 있는 다이어그램용 PNG

  8. 사진용 JPG

  9. 피하기: BMP, TIFF (큰 파일 크기)

그래픽 경로

이미지를 위한 기본 디렉토리 설정:

\graphicspath{{images/}{figures/}{./plots/}}

이제 다음을 사용할 수 있습니다:

\includegraphics{myplot}  % searches in images/, figures/, plots/

캡션

기본 캡션

\caption{Description of the figure}

캡션은 자동으로 번호가 매겨지고 "Figure 1:", "Figure 2:" 등으로 레이블이 지정됩니다.

그림 목록을 위한 짧은 캡션

\caption[Short title]{Long detailed description that appears under the figure}

짧은 버전은 그림 목록에 나타납니다 (아래 참조).

캡션 위치

% Caption below (standard for figures)
\begin{figure}[htbp]
  \centering
  \includegraphics[width=0.6\textwidth]{image}
  \caption{Below the image}
\end{figure}

% Caption above (common for tables)
\begin{figure}[htbp]
  \centering
  \caption{Above the image}
  \includegraphics[width=0.6\textwidth]{image}
\end{figure}

관례: 그림 아래 캡션, 표 위 캡션.

캡션 사용자 정의

광범위한 사용자 정의를 위해 caption 패키지를 사용하세요:

\usepackage{caption}

% Global caption settings
\captionsetup{
  font=small,
  labelfont=bf,
  format=hang,
  justification=justified
}

부동체별 사용자 정의:

\captionsetup[figure]{labelfont={bf,it}}
\captionsetup[table]{labelfont=sc}

레이블과 상호 참조

레이블 생성

\begin{figure}[htbp]
  \centering
  \includegraphics[width=0.5\textwidth]{diagram}
  \caption{System architecture}
  \label{fig:architecture}  % Label AFTER caption
\end{figure}

중요: \label{}을 \caption{} 다음에 배치하세요. 그렇지 않으면 참조 번호가 잘못될 수 있습니다.

그림 참조

% Basic reference (produces number only: "1")
See Figure~\ref{fig:architecture}.

% With \autoref (requires hyperref package)
See \autoref{fig:architecture}.  % produces "Figure 1"

% Page reference
See Figure~\ref{fig:architecture} on page~\pageref{fig:architecture}.

레이블 명명 규칙을 위한 모범 사례

  1. 접두사 규칙:
  2. fig: - 그림용
  3. tab: - 표용
  4. eq: - 수식용
  5. sec: - 섹션용

  6. ch: - 장용

  7. 설명적 이름: fig:1보다 fig:network_topology가 좋음

  8. 일관된 명명: 밑줄 또는 하이픈을 일관되게 사용

hyperref 패키지

\usepackage{hyperref}

장점: - 클릭 가능한 상호 참조 (PDF에서) - \autoref{}로 자동 "Figure", "Table", "Section" - 색상 또는 박스 링크 (사용자 정의 가능)

\usepackage[colorlinks=true, linkcolor=blue, citecolor=green]{hyperref}

하위 그림

subcaption 패키지

\usepackage{subcaption}

기본 하위 그림

\begin{figure}[htbp]
  \centering
  \begin{subfigure}{0.45\textwidth}
    \centering
    \includegraphics[width=\textwidth]{image1}
    \caption{First subfigure}
    \label{fig:sub1}
  \end{subfigure}
  \hfill
  \begin{subfigure}{0.45\textwidth}
    \centering
    \includegraphics[width=\textwidth]{image2}
    \caption{Second subfigure}
    \label{fig:sub2}
  \end{subfigure}
  \caption{Two subfigures side by side}
  \label{fig:both}
\end{figure}

참조:

Figure~\ref{fig:both} shows two cases. Figure~\ref{fig:sub1} shows...

여러 행

\begin{figure}[htbp]
  \centering
  % First row
  \begin{subfigure}{0.3\textwidth}
    \centering
    \includegraphics[width=\textwidth]{img1}
    \caption{Image 1}
  \end{subfigure}
  \hfill
  \begin{subfigure}{0.3\textwidth}
    \centering
    \includegraphics[width=\textwidth]{img2}
    \caption{Image 2}
  \end{subfigure}
  \hfill
  \begin{subfigure}{0.3\textwidth}
    \centering
    \includegraphics[width=\textwidth]{img3}
    \caption{Image 3}
  \end{subfigure}

  % Second row
  \begin{subfigure}{0.3\textwidth}
    \centering
    \includegraphics[width=\textwidth]{img4}
    \caption{Image 4}
  \end{subfigure}
  \hfill
  \begin{subfigure}{0.3\textwidth}
    \centering
    \includegraphics[width=\textwidth]{img5}
    \caption{Image 5}
  \end{subfigure}
  \hfill
  \begin{subfigure}{0.3\textwidth}
    \centering
    \includegraphics[width=\textwidth]{img6}
    \caption{Image 6}
  \end{subfigure}

  \caption{Six subfigures in a 2×3 grid}
  \label{fig:grid}
\end{figure}

하위 그림 변형

% Vertical arrangement
\begin{figure}[htbp]
  \centering
  \begin{subfigure}{\textwidth}
    \centering
    \includegraphics[width=0.6\textwidth]{wide_image}
    \caption{Top image}
  \end{subfigure}

  \begin{subfigure}{\textwidth}
    \centering
    \includegraphics[width=0.6\textwidth]{another_wide}
    \caption{Bottom image}
  \end{subfigure}
  \caption{Vertically stacked subfigures}
\end{figure}

table 환경

table 환경은 tabular(실제 표 콘텐츠)의 래퍼입니다:

\begin{table}[htbp]
  \centering
  \caption{Experimental results}
  \label{tab:results}
  \begin{tabular}{lcc}
    \hline
    Method & Accuracy & Time (s) \\
    \hline
    A & 95.3\% & 12.4 \\
    B & 97.1\% & 18.7 \\
    C & 94.8\% & 9.3 \\
    \hline
  \end{tabular}
\end{table}

참고: 레슨 07에서 고급 표 형식을 다룹니다.

부동체 배치 전략

[H] 지정자

float 패키지는 H 옵션(참고: 대문자 H)을 제공합니다:

\usepackage{float}

\begin{figure}[H]
  \centering
  \includegraphics[width=0.5\textwidth]{image}
  \caption{Placed exactly here}
\end{figure}

경고: [H]는 떠다니기를 완전히 방지합니다. 나쁜 페이지 나누기를 만들 수 있으므로 아껴서 사용하세요.

부동체 출력 강제

부동체가 배치되지 않고 누적되면:

\clearpage  % Forces all pending floats to be placed

또는 placeins 패키지의 \FloatBarrier 사용:

\usepackage{placeins}

\section{Introduction}
% content with figures

\FloatBarrier  % Ensure all floats appear before next section

\section{Methods}

부동체 매개변수

LaTeX의 부동체 배치 알고리즘 제어:

% Maximum fraction of page that can be floats
\renewcommand{\topfraction}{0.85}      % at top
\renewcommand{\bottomfraction}{0.7}    % at bottom
\renewcommand{\textfraction}{0.15}     % minimum text on page with floats
\renewcommand{\floatpagefraction}{0.66} % minimum fraction for float page

기본값은 보수적입니다. 이를 조정하면 그림이 너무 멀리 밀릴 때 도움이 될 수 있습니다.

그림 주위로 텍스트 감싸기

wrapfig 패키지

\usepackage{wrapfig}

\begin{wrapfigure}{r}{0.4\textwidth}
  \centering
  \includegraphics[width=0.38\textwidth]{image}
  \caption{Wrapped figure}
\end{wrapfigure}

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit...

매개변수: - {r} 또는 {l} - 오른쪽 또는 왼쪽 - {0.4\textwidth} - 감싸기 영역의 너비

주의사항: - 페이지 나누기가 까다로울 수 있음 - 단락 중간에서 가장 잘 작동 - 목록이나 섹션 제목 근처는 피하세요

minipage를 사용한 나란히 그림

하위 그림의 대안:

\begin{figure}[htbp]
  \centering
  \begin{minipage}{0.45\textwidth}
    \centering
    \includegraphics[width=\textwidth]{image1}
    \caption{First image}
    \label{fig:first}
  \end{minipage}
  \hfill
  \begin{minipage}{0.45\textwidth}
    \centering
    \includegraphics[width=\textwidth]{image2}
    \caption{Second image}
    \label{fig:second}
  \end{minipage}
\end{figure}

하위 그림과의 차이점: - 각각 자체 그림 번호 받음 (Figure 1, Figure 2) - 하위 그림은 번호 공유 (Figure 1a, Figure 1b)

중앙 정렬: \centering vs center

콘텐츠를 중앙 정렬하는 두 가지 방법:

% Method 1: \centering command (preferred in floats)
\begin{figure}[htbp]
  \centering
  \includegraphics[width=0.5\textwidth]{image}
  \caption{Centered with command}
\end{figure}

% Method 2: center environment (adds vertical space)
\begin{figure}[htbp]
  \begin{center}
    \includegraphics[width=0.5\textwidth]{image}
  \end{center}
  \caption{Centered with environment}
\end{figure}

모범 사례: 부동체에서 \centering 사용. center 환경은 위아래에 추가 수직 공간을 추가하는데, 이는 일반적으로 그림 내부에서 원하지 않습니다.

그림과 표 목록

목록 생성

\documentclass{article}
\usepackage{graphicx}

\begin{document}

\tableofcontents
\listoffigures  % List of Figures
\listoftables   % List of Tables

\section{Introduction}
% content with figures and tables

\end{document}

목록의 짧은 캡션

\begin{figure}[htbp]
  \centering
  \includegraphics[width=0.8\textwidth]{complex_diagram}
  \caption[Neural network architecture]{
    Complete neural network architecture showing input layer (784 neurons),
    two hidden layers (256 and 128 neurons), and output layer (10 neurons)
    with dropout and batch normalization.
  }
  \label{fig:nn}
\end{figure}

그림 목록 표시: "Neural network architecture"

그림 아래 캡션은 전체 설명을 표시합니다.

완전한 예제: 연구 논문

\documentclass{article}
\usepackage{graphicx}
\usepackage{subcaption}
\usepackage{hyperref}

\graphicspath{{figures/}}

\begin{document}

\title{Image Classification Study}
\author{Author Name}
\maketitle

\listoffigures

\section{Introduction}

This study examines three different architectures for image classification.

\section{Methods}

We evaluated the architectures shown in Figure~\ref{fig:architectures}.

\begin{figure}[htbp]
  \centering
  \begin{subfigure}{0.3\textwidth}
    \centering
    \includegraphics[width=\textwidth]{cnn_arch}
    \caption{CNN}
    \label{fig:cnn}
  \end{subfigure}
  \hfill
  \begin{subfigure}{0.3\textwidth}
    \centering
    \includegraphics[width=\textwidth]{resnet_arch}
    \caption{ResNet}
    \label{fig:resnet}
  \end{subfigure}
  \hfill
  \begin{subfigure}{0.3\textwidth}
    \centering
    \includegraphics[width=\textwidth]{vit_arch}
    \caption{ViT}
    \label{fig:vit}
  \end{subfigure}
  \caption[Architectures]{Three architectures: (a) traditional CNN,
  (b) ResNet with skip connections, (c) Vision Transformer}
  \label{fig:architectures}
\end{figure}

The CNN architecture (Figure~\ref{fig:cnn}) serves as our baseline.

\section{Results}

Table~\ref{tab:results} summarizes the performance.

\begin{table}[htbp]
  \centering
  \caption{Classification accuracy on test set}
  \label{tab:results}
  \begin{tabular}{lcc}
    \hline
    Model & Accuracy & Params (M) \\
    \hline
    CNN & 92.3\% & 1.2 \\
    ResNet & 95.7\% & 23.5 \\
    ViT & 96.4\% & 86.2 \\
    \hline
  \end{tabular}
\end{table}

The Vision Transformer achieves the best accuracy (see Table~\ref{tab:results}).

\section{Conclusion}

Our experiments demonstrate that...

\end{document}

부동체 문제 해결

문제: 부동체가 너무 많고 텍스트가 부족

해결책: \clearpage 또는 \FloatBarrier 사용하여 배치 강제.

문제: 그림이 참조에서 멀리 나타남

해결책: 1. 더 허용적인 배치 옵션 사용: [!htbp] 2. 부동체 매개변수 조정 3. 부동체가 이동할 수 있음을 받아들임 (적절한 참조 사용)

문제: 큰 그림이 큰 공백을 남김

해결책: 1. 부동체 페이지 배치 허용: [htbp]에 p 포함 2. 그림 앞에 \clearpage 사용 3. 그림 크기 조정

문제: "Too many unprocessed floats" (처리되지 않은 부동체가 너무 많음)

해결책: 1. 주기적으로 \clearpage 추가 2. 부동체 수 줄이기 3. 일부 그림에 [H] 사용 (float 패키지 사용)

모범 사례 요약

  1. 항상 부동체 사용 그림과 표에 (수동 위치 지정 금지)
  2. 레이블과 참조 사용 "아래 그림" 대신
  3. 캡션 다음에 레이블 배치 올바른 참조 번호를 얻기 위해
  4. 접두사가 있는 설명적 레이블 이름 사용 (fig:, tab:)
  5. \textwidth에 상대적인 너비 설정 일관된 크기 조정을 위해
  6. 가능하면 벡터 그래픽 사용 (PDF)
  7. 부동체에서 \centering 사용 \begin{center}...\end{center} 금지
  8. 캡션이 길 때 짧은 캡션 제공 그림 목록용
  9. 기본 배치 지정자로 [htbp] 사용
  10. 부동체 시스템과 싸우지 않기 - LaTeX의 배치 알고리즘 신뢰

연습 문제

연습 문제 1: 기본 그림

다른 너비 지정(0.5\textwidth, 0.75\textwidth, 전체 너비)을 사용하는 세 그림이 있는 문서를 만드세요. 캡션과 레이블을 추가하고 텍스트에서 세 가지 모두를 참조하세요.

연습 문제 2: 하위 그림

2×2 그리드에 네 개의 하위 그림이 있는 그림을 만드세요. 개별 하위 캡션과 메인 캡션을 추가하세요. 텍스트에서 메인 그림과 개별 하위 그림 모두를 참조하세요.

연습 문제 3: 혼합 부동체

다음을 포함하는 문서를 만드세요: - 2개 그림 - 2개 표 - 모든 부동체에 대한 상호 참조 - 그림 목록과 표 목록

연습 문제 4: 그림 크기 조정

동일한 그림을 다른 크기로: - 너비 기반 (0.8\textwidth) - 높이 기반 (6cm) - 스케일 기반 (scale=0.6) - 고정 크기 (width=10cm, height=8cm, keepaspectratio)

연습 문제 5: 부동체 배치

배치 지정자 실험. 다음을 사용하여 여러 그림 만들기: - [h] - [t] - [b] - [p] - [H] (float 패키지 필요)

LaTeX가 어디에 배치하는지 관찰하세요.

연습 문제 6: 감싸진 그림

wrapfig 패키지를 사용하여 텍스트가 주위를 감싸는 그림을 만드세요. 긴 단락 중간에 그림이 나타나도록 하세요.

연습 문제 7: 나란히 비교

다음을 사용하여 나란히 두 그림 만들기: 1. subfigure 접근법 (공유 그림 번호) 2. minipage 접근법 (별도 그림 번호)

결과를 비교하세요.

연습 문제 8: 연구 문서

다음을 포함하는 미니 연구 논문 만들기: - 제목과 저자 - 그림과 표 목록 - 텍스트가 있는 3개 섹션 - 3개 그림 (하위 그림이 있는 것 하나 포함) - 2개 표 - 전체에 걸친 적절한 상호 참조

요약

이 레슨에서 다룬 내용: - 부동체 시스템 기본과 LaTeX가 부동체를 사용하는 이유 - figure 환경과 배치 지정자 - \includegraphics로 그래픽 포함 - 지원되는 이미지 형식과 모범 사례 - 캡션, 레이블, 상호 참조 - subcaption 패키지를 사용한 하위 그림 - table 환경 - 부동체 배치 전략과 문제 해결 - 텍스트 감싸기와 나란히 그림 - 그림과 표 목록

부동체를 이해하는 것은 전문적인 LaTeX 문서를 만드는 데 필수적입니다. 시스템이 처음에는 제한적으로 보일 수 있지만, 일관되게 잘 형식화된 출력을 생성합니다.

내비게이션: - 이전: 05_Math_Advanced.md - 다음: 07_Tables_Advanced.md - 개요로 돌아가기

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