MathType MTEF v.5学习文档

前言

MathType是一款公式工具，可以作为插件安装到office等软件，其将公式存储两部分wmf文件和二进制objectOle对象，其中公式存储是以MTEF语言内嵌在这两部分中，这是一款MathType私有的技术规范，学习MTEF相关知识为为后续公式工作打基础。

MathType是一个由Design Science创建的软件应用程序，允许创建数学符号以纳入桌面和网络应用程序中。在2017年Design Science被Maths for More收购后，他们的WIRIS网络方程编辑软件被重新命名为MathType[1]。自1987年首次推出以来，Design Science已经发布了MathType的新版本，最新的是2019年。

MTEF的文档资料比较少，而且基本上都是英文文档，读出来比较费事。

本文参考主要 https://rtf2latex2e.sourceforge.net/MTEF5.html 的是MTEF5的文档，将学习过程中的一些知识点记录下来。

其他参考：

https://en.wikipedia.org/wiki/MathType
https://www.mathtype.cn/jiqiao/mathtype-sxbj.html 【Word文档中展现的数学公式与MathType上编辑的数学公式不一致】

本文档描述了MTEF，MathType 4.0（所有平台）使用的二进制方程格式。MTEF被嵌入由MathType产生的OLE方程对象中，以及MathType可以保存方程的所有文件格式中。MathType用于将此信息嵌入此类文件的方法在另一份文件中描述。参见MTEF如何存储在文件和对象中。

这个文件是1999年8月9日的，是用Wayback机器恢复的。MathType的人有更多最新的文件，但许可证限制与GPL不兼容。

2、介绍

该文件描述了MathType 4.0（所有平台）使用的二进制方程格式。虽然MTEF不是定义方程的最友好的媒介，但有很多人要求得到这些信
息，我们决定还是要发布它。我们必须警告读者，它不是一种容易理解的格式，更重要的是，MathType在处理它时一点也不宽容。这意味着，如果你发送MathType MTEF有错误，它可能会崩溃。至少，你会得到一个有格式问题的方程。另外，它是一种二进制格式。这意味着你不能用字符串来表示方程，这使得用Visual Basic等编程语言创建MTEF变得有点困难。

MathType如何将方程描述存储在OLE方程对象、文件或剪贴板上，这里不作描述。请参阅关于MathType MTEF存储的文件，以了解这方面的更多信息。

本文件有时会提到MathType的内部值的名称（例如，parmLINESPACE）。这些是为参考目的而给出的，当这些值由人传达时，便于减少错误。

3、MTEF历史版本

MTEF数据存在于以下版本中。0 MathType for the Mac 1.x (此格式在此不作描述)
1 MathType for the Mac 2.x 和 MathType for Windows 1.x
2 MathType 3.x 和 Equation Editor 1.x
3 方程编辑器 3.x (此格式不在此描述)
4 MathType 3.5
5 MathType 4.0
版本2与版本1的不同之处仅在于标题的格式。

4、MTEF存储格式

MTEF stream 的总体结构是：
1、MTEF header
2、等式偏好（大小、样式、间距），前面是它们所指的 定义记录Record（可以理解为样式定义，被下面的记录引用）
3、最初的SIZE记录 Record
4、PILE或LINE记录 Record
5、PILE或LINE的内容 Records
6、结束记录 Record

整体可以分为 MTEF header Record + MTEF data Records两部分

4.1、MTEF header Record 格式

长度以字节为单位                 描述                                          价值1                             MTEF版本                                      5
1                               生成平台                                        0 for Macintosh, 1 for Windows
1                               产生的产品                                   0 for MathType, 1 for Equation Editor
1                               产品版本                                        4
1                               产品颠覆                                        0
应用钥匙的长度                 应用程序密钥，空尾字符串，用于识别编写应用程序。  (例如："DSMT4 "代表MathType的设计科学版本)1                                方程选项                                        如果第0位被设置，方程是内联的，否则显示方程的其他位是未使用的，必须为0

4.2、MTEF data Records 格式

MTEF header 之后的实际MTEF数据1、MTEF data 由一系列的 Records 组成。
2、每条 Record 记录以一个记录类型字节type和一个选项字节options开始，然后是针对该记录的数据。一旦头被读取，MTEF流的读取应通过读取下一个记录类型来驱动，然后对其采取行动。如果一个给定的记录依赖于不包含在记录本身中的数据，这种数据是由它前面的记录定义的。简单理解就是上一个记录会有指向下一个连续记录的指针。

其中MTEF data的每一条Record前面会有一个字节的type和一个字节的options开始，如果记录类型是100或更大，它代表了一个将在未来版本的MTEF中定义的记录。

(1)type字节

目前，读者可以认为在记录类型type后面有一个无符号整数，是记录中后面的字节数（即不包括记录类型和长度）。这使得读取MTEF的软件很容易跳过这些记录。尽管如果所有的记录都有这样的长度值可能会很方便，但它只会出现在未来的扩展记录中（即那些记录类型type >= 100的记录）。

MTEF的一些记录LINE、CHAR、TMPL、PILE、MATRIX和RULER是定义每个方程结构内容的对象列表Records。简单理解就是这些type的记录Records存储着公式信息.每个对象列表包含一个任意类型的很多记录Records，最后以以END Records结束。

在LINE记录的特殊情况下，如果列表中没有对象，LINE记录将设置mtefOPT_LINE_NULL选项，在这种情况下，对象列表被完全省略（即没有END Records，只有一个单LINE Record）。尽管MTEF格式对任何特定列表中可能出现的记录类型没有限制，但用户界面会阻止某些事情发生。例如，定义堆的内容的对象列表只包含LINE记录。

MTEF的一些记录（FONT_STYLE_DEF、FONT_DEF、COLOR_DEF和ENCODING_DEF）本身并不代表方程结构，而是被方程结构记录所引用。MTEF data stream 中的定义记录被分配索引，从1开始（除了ENCODING_DEFs，从5开始），按照它们在流中出现的顺序。引用这些定义的记录使用定义的索引值来进行引用。定义记录总是出现在流中的第一个引用之前。简单理解就是这些是声明的记录，为对象列表Records提供一个索引引用。

(2)option字节

每条 MTEF 5 记录都以类型字节type开头，后跟一个选项字节option。这与早期版本的 MTEF 不同，在早期版本中，选项标志存储在类型字节的上部 4 位中。

但是特定的type后面只能跟特定的option字节

4.3、数值存储格式

（1）对于有符号整数值，如果是在-128~127范围，那么加上128，范围变成0~255，使用1个byte表示（1byte = 8bits、2的8次方为256)

（2）对于无符号整数值，以255为分界，小于255的直接1个字节，大于255的3个字节（255 ，低位，高位)，也就是倒着排，不足的补0

（3）对于偏移值，是所有Record option 记录都能有的，LINE，CHAR，TMPL，PILE，MATRIX和EMBELL记录可以存储偏移的结果（用户设置的小偏移量）。偏移记录具有mtefOPT_NUDGE选项（0×8），选项字节option后紧跟偏移。

偏移量由2个字节或6字节组成，具体取决于偏移量。

如果 -128 ≤ dx < +128 并且 -128 ≤ dy < +128，则偏移量存储为dx + 128 后跟 dy + 128，(2个字节16位)
否则，将存储 2个字节 128 + 偏移量 dx 和 dy（2个128占2个字节16位，dx和dy分别存储为 2个字节16 位，低字节后跟高字节）

（4）对于字符值，是CHAR Record 特有的，写为有符号整数，如果为正数，表示MathType样式之一。如果该值为负数，则表示由 FONT 记录指定的显式字体。

（5）对于类型大小值，类型大小值（有时称为 lsize）在多个 MTEF 记录中使用。并非所有值在特定记录中都有效。

（6）对于字符样式值，字符样式由单个字节表示，位 0 表示粗体，位 1 表示斜体。

（7）对于水平对齐值，水平对齐值用于多个 MTEF 记录。并非所有值在特定记录中都有效。

（7）对于垂直对齐值，水平对齐值用于多个 MTEF 记录。并非所有值在特定记录中都有效。

5、Record格式

（1）对于结束Record，单一条记录type字节为0，无选项字节。

（2）对于行Line Record，组成

record type (1) ：type类型值为1
options：选项字节值
- [nudge] if mtefOPT_NUDGE is set：偏移值
- [line spacing] if mtefOPT_LINE_LSPACE is set (16-bit integer)：行距值
- [RULER record] if mtefOPT_LP_RULER is set
object list contents of line (a single pile,characters and templates, or nothing)：关联的Records

（3）对于字符CHAR Record，组成

record type (2)：类型
options：选项
- [nudge] if mtefOPT_NUDGE is set ：偏移
- [typeface] typeface value (signed integer;see FONT_STYLE_DEF record below ：字体值
- [character] character value (see below) ：字符值，字符值本身由一个或多个值表示。这些值的存在与否由选项指示，并按以下顺序显示：
- [embellishment list] if mtefOPT_CHAR_EMBELL is set (embellishments)：点缀清单