LuaTeX ([ˈluaˌtɛχ]) ist ein Textsatzsystem, das über die darin eingebettete Skriptsprache Lua gesteuert werden kann. LuaTeX gilt als Nachfolger des in seiner Entwicklung weitgehend abgeschlossenen pdfTeX. Als Eingabekodierung wird standardmäßig Unicode verwendet. LuaTeX ist in der Lage, OpenType- und TrueType-Schriftarten sowohl für den Text- als auch für den Mathematiksatz einzusetzen. Am 27. September 2016 wurde die Veröffentlichung der ersten stabilen Version 1.0.0 bekannt gegeben.

Geschichte

Schon vor pdfTeX und LuaTeX gab es Bestrebungen, das TeX-System zu verbessern. Die 1994 veröffentlichte Erweiterung ε-TeX erhöhte die Anzahl von ehemals 256 TeX-internen Registern (bedingt durch die alte 8-Bit-Adressierung) auf nun 32.768. Eine Zeichencodierung in 16-Bit-Unicode, die eine breite Palette von Alphabeten abdeckt, wurde mit der TeX-Erweiterung Ω (Omega) eingeführt. Obwohl Ω viele weitere innovative Konzepte beinhaltete, kam seine Entwicklung zum Erliegen und der Code wurde im Jahr 1991 eingefroren. Eine weitere Entwicklung war א (Aleph). Dessen Ziel war eine TeX-Erweiterung, die die Ω- und ε-TeX-Funktionalitäten vereint. Hauptmerkmal von א ist die Unterstützung von bidirektionalem Schriftsatz.

Das neu geschaffene LuaTeX sollte die Funktionalitäten von pdfTeX, ε-TeX, Ω und א in sich vereinen.

Die Entwicklung von LuaTeX wird unterstützt durch das Oriental TeX Project der Colorado State University, die Nederlandstalige TeX Gebruikersgroep (niederländischsprachige TeX User Group, NTG) und die TeX Users Group (TUG). Der TeX Development Fund der TUG gewährt dem LuaTeX-Projekt als „lang gehegtem Wunsch nach einer in TeX eingebetteten Allzweck-Programmiersprache“ einen Großteil seiner Mittel. Diese höchste Förderpriorität unterstreicht die besondere Bedeutung von LuaTeX für die aktuelle TeX-Entwicklung.

Einen Plan zur LuaTeX-Entwicklung hatte Hans Hagen im Februar 2009 vorgestellt. Ab Version 0.30 bekamen stabile und produktiv verwendbare Versionen (jeweils vorgesehen für TeX Live) die Versionsnummern 0.X0. Die Fertigstellung von Version 0.80 zur ConTeXt-Konferenz 2014 gelang nicht; sie erschien erst im Juni 2015. Nach Hagens ursprünglicher Vorstellung sollte Version 1.0 genau 30 Jahre nach dem Erscheinen von TeX82 zur TUG 2012 veröffentlicht werden, stattdessen wurde geplant, diese erst im September 2016 zur 10. ConTeXt-Konferenz in den Niederlanden freizugeben, was auch passierte. Seitdem werden die Versionsnummern nur noch in Schritten von 1.xy erhöht und sollen hauptsächlich Bugfixes beinhalten.

Die 2019 erschienene Version 1.10 stellte einen vorläufigen Endpunkt in der Entwicklung dar, es soll nur noch Fehlerbehebungen und eventuell Optimierungen geben. Eine Weiterentwicklung findet als LuaMetaTeX im Zusammenhang mit dem ConTeXt-Projekt statt.

Merkmale von LuaTeX

LuaTeX ist aus einer Version von pdfTeX entwickelt worden, die um eine eingebettete Lua-Scripting-Engine erweitert worden war. Nach einigen Tests wurde es zum Nachfolger von pdfTeX (einer Kombination aus TeX und ε-TeX, die PDF-Dateien direkt erzeugt) bestimmt. In einem späteren Entwicklungsstadium wurde die Hauptfunktionalität von א, das Setzen von bidirektionalen Schriften, integriert.

Das Hauptziel des Projektes war, eine TeX-Version zur Verfügung zu stellen, in der alle Interna über Lua zugänglich sind. Im Entwicklungsprozess wurde ein großer Teil des internen TeX-Codes umgeschrieben. Statt in TeX fest codierte Eigenschaften zu verwenden, können die Nutzer oder Makro-Entwickler ihre eigenen Erweiterungen selbst schreiben.

LuaTeX bietet native Unterstützung für OpenType-Schriften an, kann aber auch TrueType-Schriften laden. Im Gegensatz zu XeTeX wird nicht durch System-Funktionen auf die Schriften zugegriffen, sondern über eine auf FontForge basierende Bibliothek.

Ein mit LuaTeX zusammenhängendes Projekt ist MPLib (ein erweitertes MetaPost-Modul), das in TeX eine Grafik-Engine zur Verfügung stellt.

Die Makropakete LaTeX und ConTeXt lassen sich zusammen mit LuaTeX nutzen. Um LaTeX-Quelltexte zu verarbeiten, kann unmittelbar das Programm lualatex aufgerufen werden. Im Vergleich zu pdfLaTeX sind einige Besonderheiten zu beachten. Die Standardcodierung der Quelltexte ist UTF-8, so dass eine spezielle Angabe der Eingabekodierung nicht mehr benötigt wird. Deshalb darf das Paket inputenc nicht benutzt werden. Die Auswahl von Schriften erfolgt mit dem Paket fontspec, damit kann jede auf dem System installierte Schriftart eingebunden werden. Aus diesem Grund darf das Paket fontenc nicht geladen werden.

Die ConTeXt-Version Mark IV basiert auf LuaTeX. Mark-IV-Quelltexte müssen mit LuaTeX übersetzt werden. Standardmäßig wird beim Aufruf von context LuaTeX verwendet. Auch für diese Quelltexte ist die Standardcodierung UTF-8.

Aufbau eines Dokuments

Im Folgenden ist ein LuaLaTeX-Beispiel dargestellt. Auf der linken Seite steht der Quelltext, der mit einem beliebigen Texteditor erstellt werden kann. Rechts ist die Ausgabe dieses Beispiels dargestellt, die unabhängig vom Bildschirm- oder Druckertyp ist, auf dem sie erzeugt wird.

%% Dieser Quelltext ist in der Kodierung UTF-8 zu speichern und mit lualatex
%% zu kompilieren.

\documentclass[a4paper]{scrartcl}

\usepackage[ngerman]{babel}

% Oder:
% \usepackage{polyglossia}
% \setdefaultlanguage[spelling=new, babelshorthands=true]{german}

\usepackage{fontspec}
\usepackage{unicode-math}
\usepackage{luacode}

\setromanfont{Cambria}
\setsansfont{Calibri}
\setmonofont{Consolas}
\setmathfont{Cambria Math}

\title{Ein Testdokument}
\author{Otto Normalverbraucher}
\date{15. Januar 2014}

\begin{document}

\maketitle
\tableofcontents

\section{Schriftarten}
Mit Lua\TeX{} lassen sich in Windows die systemeigenen Schriftarten verwenden,
wie zum Beispiel Cambria, die über einen großen Satz mathematischer Zeichen für
die Formeldarstellung verfügt, oder auch \textsf{Calibri} und \texttt{Consolas}.

\section{Formeln}
Lua\TeX{} ist auch ohne Formeln sehr nützlich und einfach zu verwenden. Grafiken,
Tabellen, Querverweise aller Art, Literatur- und Stichwortverzeichnis sind
kein Problem.

Formeln sind etwas schwieriger, dennoch hier ein einfaches Beispiel:

\begin{displaymath}
  E = \frac{m_{0} c^{2}}{\sqrt{1-v^{2}/c^{2}}}
\end{displaymath}

\section{Lua-Code}
Lua\TeX{} kann aber auch Lua-Programmcode ausführen. So erzeugt man zum Beispiel
mit \texttt{directlua} die Zufallszahl \directlua{tex.print(math.random())}.
Auch die Kreiszahl $π$ muss man nicht mehr auswendig wissen, sie hat den Wert
\directlua{tex.print(math.pi)}.

Mithilfe der \texttt{luacode}-Umgebung kann man sogar zählen, wie hier bis Sechzig:
\begin{luacode}
  for x=1,60 do
    tex.print(x)
  end
\end{luacode}

Hier ist der Schluss des Testdokuments.

\end{document}

Literatur

• Herbert Voß: Einführung in LuaTeX und LuaLaTeX. Lehmanns Media, Berlin 2013, ISBN 978-3-86541-530-1. 
• LuaTeX Reference Manual. (PDF; 1,7 MB) LuaTeX development team, 28. Februar 2022, abgerufen am 14. März 2022 (engl. Handbuch, v1.15). 
• Hans Hagen: ConTeXt MkII–MkIV. The history of LuaTeX 2006–2009. v 0.50. (PDF; 8,63 MB) 29. Juli 2016, abgerufen am 21. Juni 2018. 
• Manuel Pégourié-Gonnard: Eine Einführung in LuaLaTeX. (PDF; 121 kB) 12. Mai 2013, abgerufen am 14. August 2015. 

Weblinks

• LuaTeX-Projektseite
• LuaTeXWiki

Einzelnachweise