tcolorboxでスライドを作る

この記事は TeX ＆ LaTeX Advent Calendar 2021 の22日目の記事です.
21日目は 7danmoroboshi さんでした. 23日目は wtsnjp さんです.

10日目にも投稿しているので, ご覧ください.

導入: LaTeX でのスライド作成

LaTeX を用いてスライド資料を作る方法はいくつかありますが, 代表的なものは beamer による方法だと思います.
beamer は比較的簡単にきれいなスライドが作成できるうえ, \pause コマンド等による段階的な表示 (overlay specification) が容易なため, 使っている人は多いのではと思います. また, ドキュメントが豊富であるのも魅力的です.
一方で, 細かなカスタマイズをしようとするとかなり手間がかかりますし, 使いたいパッケージが使えないケース¹もあります. 何より, コンパイルの時間が長すぎます.

overlay specification を使わないのであれば, 「スライドの見た目をしたページ」が出力できればそれで良いはずです.
スライドのような見た目の「箱」であれば, tcolorbox パッケージ で出力することができます.
この「箱」を単体で1ページとして出力できればいいわけですが, それは preview パッケージ によって実現可能です.
そこで本稿では, tcolorbox パッケージと preview パッケージを組み合わせてスライドを作る方法を紹介します.

tcolorbox パッケージの箱は, かなり柔軟にカスタマイズすることができます.
したがって, スライドの見た目を細かく変えたい人にはうってつけではないかと思います.
一方で, overlay specification を使うことはできません. この点は後述します.

tcolorbox と preview を用いたスライド作成

以下, LuaLaTeX によるコンパイルと日本語の利用を想定して, クラスファイルは ltjsarticle としますが, あまり本質的ではないと思います.

基本的な構造

以下のような構造のファイルを作っておけば, ひとまず「箱が単体で1ページとして出力された pdf」を作ることができます.

\documentclass{ltjsarticle}

\usepackage{tcolorbox}
\usepackage[active,tightpage]{preview}
\PreviewEnvironment{minipage}

\begin{document}

    \begin{minipage}{5cm}
        \begin{tcolorbox}[
            adjusted title=スライドタイトル
        ]
            スライドの中身
        \end{tcolorbox}
    \end{minipage}

\end{document}

これにより, 以下の出力を得ます.

上の tex ファイルの中身を簡単に説明します.

\usepackage{tcolorbox} は言うまでもなく, tcolorbox を読み込みます.

\usepackage[active,tightpage]{preview} で preview パッケージを読み込みます.
オプションの active はパッケージを有効化するという意味の, tightpage は余白を出力しないという意味のオプションです (多分).

\PreviewEnvironment{minipage} がミソで, これにより, 「minipage 環境の内部だけを独立した1ページとして出力する」ということができるようになります.
なぜかわかりませんが, ここを \PreviewEnvironment{tcolorbox} にするとうまくいかなかったので, こうしています.

\begin{minipage}{5cm} ～ \end{minipage} の中に, スライドの中身を書きます.
5cm という引数でスライドの横幅の長さを指定しています. 今は適当に入力しています.

minipage 環境内部の

\begin{tcolorbox}[
    adjusted title=スライドタイトル
]
    スライドの中身
\end{tcolorbox}

の部分が, スライドの本体です.
今は adjusted title というオプションしか書かれていませんが, この部分にさまざまなオプションを記入することで, スライドの見た目を変えることが可能です.

なぜ `title` オプションではなく `adjusted title` なのか

tcolorbox には title というオプションもあり, これを用いても箱のタイトルを設定することができます.
しかしこの場合, タイトルの文字列によってタイトル部分の高さが変わってしまいます.
例えば, title = Abc とした箱と title = Xyz とした箱では, yの下に伸びる部分の差で, タイトル部分の高さが異なってしまいます.

一方で, adjusted title = Abc と adjusted title = Xyz の場合, 同じ高さになります.
実は, adjusted title によって高さを設定した場合, タイトルの文字列によらず, Ägypten という文字列に合わせた高さになります.

スライドの場合, ページごとにタイトル部分の高さが異なるのは気持ちが悪いので, adjusted title を利用していますが, そこを気にしなければ title で十分です.

なお, 実際に使う場合には,

\renewenvironment{frame}[1]{
    \begin{minipage}{5cm}
        \begin{tcolorbox}[
            adjusted title=#1
        ]
}{
        \end{tcolorbox}
    \end{minipage}
}

といった感じで frame 環境を定義して使うのが楽であると思いますが, 本稿ではそのような記述はしません.

以下, オプションの記入例を紹介します.

スライドの大きさの変更

スライドの幅は minipage 環境の引数として入力します.
スライドの高さは, tcolorbox 環境の height オプションで記入します.
つまり, 以下のようにして大きさを指定できます.

\begin{minipage}{幅}
    \begin{tcolorbox}[
        adjusted title=スライドタイトル,
        height=高さ
    ]
        スライドの中身
    \end{tcolorbox}
\end{minipage}

実際には, 次のように, \framewidth という感じで長さをコマンドにするのが楽であると思います.
また, アスペクト比 (4:3なら0.75, 9:16なら0.5625) を予め計算しておいて, 高さは自動で計算するようにしておくと更に楽です.

プリアンブル

\newlength{\framewidth}
\newlength{\frameheight}
\newcommand{\aspectratio}{0.75} % 16:9 なら 0.5625
\setlength{\framewidth}{12cm}
\setlength{\frameheight}{\aspectratio\framewidth}

document環境内

\begin{minipage}{\framewidth}
    \begin{tcolorbox}[
        adjusted title=スライドタイトル,
        height=\frameheight
    ]
        スライドの中身
    \end{tcolorbox}
\end{minipage}

これにより, 以下の出力を得ます.

少しスライドっぽくなりました.
なお, (本文の) フォントサイズをいじるのではなく, スライドサイズをいじることで, 相対的にフォントサイズを変更する, という仕様です (beamerもそう).
\framewidth の値を変えることで, (スライドの/フォントの) 大きさが変わります.

タイトルのフォントサイズの変更

タイトルのフォントは, tcolorbox の fonttitle というオプションで変更できます.

\begin{minipage}{\framewidth}
    \begin{tcolorbox}[
        adjusted title=スライドタイトル,
        height=\frameheight,
        fonttitle=\Large
    ]
        スライドの中身
    \end{tcolorbox}
\end{minipage}

フォント (書体) そのものは fontspec パッケージなどを利用して変更すると良いと思います.

色の変更

背景とフォントの色は, 以下のオプションにより変更できます.

オプション	意味
colback	中身の背景色
coltext	中身のフォントの色
colbacktitle	タイトルの背景色
coltitle	タイトルのフォントの色

以下に例を記載します (オプションが増えてきたのでコメントをつけました).
わかりやすくするために奇抜な色合いにしています.

\begin{minipage}{\framewidth}
    \begin{tcolorbox}[
        % タイトル
        adjusted title=スライドタイトル,
        % 高さ
        height=\frameheight,
        % タイトルのフォント
        fonttitle=\Large,
        % 色
        colback=lime,
        coltext=black,
        colbacktitle=blue,
        coltitle=white
    ]
        スライドの中身
    \end{tcolorbox}
\end{minipage}

枠線の変更

上の図には余計な枠線がついていますね.
これを消して, ついでに角の丸みもなくしましょう.

boxrule というオプションで枠線の太さを変更し, sharp corners というオプションで角を直角にします.

\begin{minipage}{\framewidth}
    \begin{tcolorbox}[
        % タイトル
        adjusted title=スライドタイトル,
        % 高さ
        height=\frameheight,
        % タイトルのフォント
        fonttitle=\Large,
        % 色
        colback=white,
        coltext=black,
        colbacktitle=blue,
        coltitle=white,
        % 枠線
        boxrule=0mm,
        sharp corners
    ]
        スライドの中身
    \end{tcolorbox}
\end{minipage}

ビューアによっては1ピクセル分の枠線が見えてしまうかもしれません. その場合は...

まず, プリアンブルの \usepackage{tcolorbox} 以降に \tcbuselibrary{skins} と記載します.

プリアンブル

\usepackage{tcolorbox}
\tcbuselibrary{skins}

その上で, tcolorbox のオプションに, enhanced と frame hidden を追加します.

\begin{minipage}{\framewidth}
    \begin{tcolorbox}[
        % タイトル
        adjusted title=スライドタイトル,
        % 高さ
        height=\frameheight,
        % タイトルのフォント
        fonttitle=\Large,
        % 色
        colback=white,
        coltext=black,
        colbacktitle=blue,
        coltitle=white,
        % 枠線
        boxrule=0mm,
        sharp corners,
        enhanced,
        frame hidden 
    ]
        スライドの中身
    \end{tcolorbox}
\end{minipage}

余白の変更

余白は, 以下のオプションによって細かく指定できます.

オプション	意味
boxsep	上下左右の余白
top	中身の上部の余白
bottom	中身の下部の余白
toptitle	タイトルの上部の余白
bottomtitle	タイトルの下部の余白
left	左側の余白
right	右側の余白

細かく余白を設定する場合, boxsep は 0mm にしておくと良いと思います.

\begin{minipage}{\framewidth}
    \begin{tcolorbox}[
        % タイトル
        adjusted title=スライドタイトル,
        % 高さ
        height=\frameheight,
        % タイトルのフォント
        fonttitle=\Large,
        % 色
        colback=white,
        coltext=black,
        colbacktitle=blue,
        coltitle=white,
        % 枠線
        boxrule=0mm,
        sharp corners,
        % 余白
        boxsep=0mm,
        top=1em,
        bottom=1em,
        right=1em,
        left=1em,
        toptitle=1ex,
        bottomtitle=1ex,
    ]
        スライドの中身
    \end{tcolorbox}
\end{minipage}

ページ番号をつける

ちょっと面倒ですが, 「ページ番号を含む TikZ のノードを, tcolorbox の上に描く」という方法を採ります. もっと良い方法があるかもしれません.

まず, プリアンブルに, 以下を追記します:

プリアンブル

% \usepackage{tcolorbox} 以降に...
\tcbuselibrary{skins}

\usepackage{totalcount}
\newcounter{framenumber}
\setcounter{framenumber}{0}
\DeclareTotalCounter{framenumber}

\tcbuselibrary{skins} は, 大雑把に言って, tcolorbox の機能を拡張するためのおまじないです.

totalcount パッケージは, 総ページ数を記載するために利用します.
framenumber というカウンタを定義しておき, \DeclareTotalCounter{framenumber} とすることで, \totalframenumbers というコマンドで最終的な framenumber の値 (総ページ数) を取得することができます.
framenumber の値を増やすには, \refstepcounter{framenumber} とします.

さて, tcolorbox 環境の方は, 以下のようにします.

\begin{minipage}{\framewidth}
    \begin{tcolorbox}[
        % タイトル
        adjusted title=スライドタイトル,
        % 高さ
        height=\frameheight,
        % タイトルのフォント
        fonttitle=\Large,
        % 色
        colback=white,
        coltext=black,
        colbacktitle=blue,
        coltitle=white,
        % 枠線
        boxrule=0mm,
        sharp corners,
        % 余白
        boxsep=0mm,
        top=1em,
        bottom=1em,
        right=1em,
        left=1em,
        toptitle=1ex,
        bottomtitle=1ex,
        % ページ番号
        enhanced,
        before={\refstepcounter{framenumber}},
        overlay={
            \node[above left,scale=0.7,inner sep=2mm] at (frame.south east) {\color{gray}\theframenumber/\totalframenumbers};
        }
    ]
        スライドの中身
    \end{tcolorbox}
\end{minipage}

増えたのは以下の3箇所です.

enhanced,
before={\refstepcounter{framenumber}},
overlay={
    \node[above left,scale=0.7,inner sep=2mm] at (frame.south east) {\color{gray}\theframenumber/\totalframenumbers};
}

• enhanced によって, 拡張された機能を使うことができるようになります. 具体的には, overlay が使えるようになります.
• before は, 箱を描画する前に実行される内容を記述します. ここでは framenumber というカウンタの値を増やしています.
• overlay の中は tikzpicture 環境と同じになっており, ここに TikZ のコマンドを書くことで, tcolorbox の上から TikZ の図形が描画されます.

overlay の中では, tcolorbox 環境そのものを frame というノードとして利用できます. つまり, (frame.south east) は tcolorbox 環境の右下の角です.
そこに \node を置くことで, \theframenumber/\totalframenumbers, つまり「ページ番号/総ページ数」を出力します.

1ページ目:

2ページ目:

その他にできること

tcolorbox 環境はかなり自由にカスタマイズできるので, 何でもできると言っても過言ではありません.

例えば, プレゼンのタイトル (表紙) ページのデザインや, セクション区切りのページのデザインも, 自由に考えることができます.

他にも, 目次を作ったり, 付録以下は総ページ数に含まないようにするとか, (頑張れば) いろいろできます.

tcolorbox パッケージのより詳しい使い方は, CTAN にある公式ドキュメントが一番参考になります.
また, 日本語での解説記事もたくさん存在しますので, 参考になると思います.

tcolorbox を使って, 自分だけの最強のスライドを作りましょう.

Q & A

上下左右に小さな余白があるのが気になる

上の方法で作った pdf ファイルには, 上下左右に小さな余白があるため, Adobe Acrobat などで全画面表示するとその余白が白く目立ってしまいます.
それが気になる場合, pagecolor パッケージによって pdf の背景色を黒にすることでごまかしましょう.
プリアンブルに以下を記述すると良いです.

プリアンブル

\usepackage[pagecolor=black]{pagecolor}

pagecolor なし

pagecolor あり

箇条書きを beamer のようにカスタマイズしたい

enumitem パッケージを使いましょう.

overlay specification を使いたい

以下の記事を参考に, PowerPoint に変換しちゃいましょう.

カスタマイズの手間や学習コストはbeamerと大差ないのでは？

それはそう.

結局コンパイルに時間がかかるのでは？

それはそう.

1. 例えば, enumitem パッケージがうまく動きません. ↩