数学公式不再愁——使用 NVDA 朗读数学公式你需要知道的那些事儿

NVDA 作为一款开源屏幕阅读器,有着许许多多的亮点。例如,高效且快速的浏览器朗读,全面深入的 Office 操作,丰富多彩的插件生态…… 想必这些都是广大 NVDA 用户都有口皆碑。实际上,NVDA 的亮点不止于此。早在 2015.2 版本就对朗读数学内容有了支持。随着 NVDA 的升级完善和社区贡献者的努力,如今 NVDA 朗读数学内容已经相当完善。

本篇笔者就结合个人体验和相关资料,为各位小伙伴盘点一下 NVDA 阅读数学内容的那些事儿。由于这个话题涉及到一些概念,行文稍许啰嗦,还请大家有一点儿耐心。

本文将分三个部分分享,读者可根据需求阅读其中需要的部分:

  • 原理部分: “授人以鱼不如授人以渔”,笔者尽可能用通俗的语言解释清楚 NVDA 是如何阅读数学内容的。之所以要花大篇幅写这一部分,是方便各位以后互相交流,避免鸡同鸭讲。

  • 使用部分: 使用 NVDA 朗读数学内容的基本使用方法。这一部分,只是简要介绍 NVDA 阅读数学的方法,不过多赘述。

  • 环境设置部分: 不同场景下如何设置 NVDA 和相关软件,以让我们可以顺利阅读数学内容。你可选择需要的部分阅读使用。

就让我们现在进入正题吧!

理论篇

【概念】 NVDA 是如何朗读数学内容的?

各位盲人朋友通过使用 NVDA 可以编辑文章和网上冲浪,已经不是什么稀奇的事情了。我们可以先回顾一下, NVDA 是怎么做到这些的。

NVDA 可以从应用程序中获取丰富的内容,这些内容经过 NVDA 加工处理,接着送入语音合成器,就可发出声音,指引用户操作电脑了。。同样,如果想要阅读数学内容,也需要类似的步骤:

  1. 从应用程序中获取数学内容(MathML);

  2. 把数学内容转换成文字表述(或盲文);

  3. 使用语音合成器(或盲文显示器)朗读((或显示)出来。

对于步骤1, NVDA 可从浏览器等应用程序中获取到数学内容 MathML (数学标记语言)。

对于步骤 2, NVDA 需要有一个承担翻译任务的助手,负责把获得到的数学内容——MathML 翻译成文字表述或者盲文。

对于步骤 3, NVDA 直接送入语音合成器和盲文显示器就好了。

有了这样的认识之后,我们就可以从“哪些数学内容可以读?”和“怎么读数学内容?” 两个角度展开我们今天的主题了。

【了解】文档中丰富多彩的数学内容

正如汉字录入有多种输入法,例如全拼、双拼、五笔、手写等。又如把文档保存到电脑上,也有多种文档格式。例如,简单包含纯文本的 .txt 文档;可精确排版的 Word 文档;适合打印的 PDF 文档等等。一个数学公式,从输入到电脑上,在保存到电脑上,进而显示出来,也有各种不同的技术方案可供选择。我们下面就按照公式的输入、保存和展示三个阶段,简略一二:

  • 公式如何输入,各种各样的公式输入方法:Ascii Math、Unicode Math 和 LaTex等都可以完成数学公式的输入。解决数学公式的输入的关键,就是把复杂的公式转换成特定规则的字母和符号。例如根号 2 就可以被表达为 \sqrt{2}。这里的 "\sqrt" 表示开平方根,后面的 "{}" 表示一个公式部分,这里会被解释为被开方数。另外多提一嘴, LaTex 并不只是可以编辑公式。实际上 LaTex 是一套非常完善的文档排版系统,数学公式只是它尤为擅长的一面而已。使用 LaTex 语法形式输入公式得到了普遍运用,我们就把它表述数学公式的方法也列为一种数学公式输入方法了,还请读者不要误解为 LaTex 只能输入数学公式了。

  • 如何存储公式?各种各样的公式文档格式:例如, 有网页中经常使用的、 W3C 组织发布的 MathML, Word 中原生编辑器使用的 OMML 和专有公式编辑器 MathType 等。这些数学公式一般会存储在各种富文本文档之中,例如 Word 文档、HTML 网页文档等。因此,这些文档对于辅助技术是较为友好的文档格式。

  • 最后,如何把数学公式显示出来?主要有两种策略: 其一是转换成 svg 矢量图和其他图片格式。这种方法便于传播,但抹去了数学公式原本的语义化特性,对于依赖辅助工具的我们老盲而言,基本上就失去了价值。其二,就是并不转换数学公式为图像,实时渲染,就像 Word 中的文字那样显示。后一种方式,就允许辅助技术获取原始的数学代码(MathML),在经过辅助技术把数学公式内容翻译成语音和盲文。

上面我也提到了,不同的输入表达法都可以输入数学公式,各种各样的数学编码法也可以互相转换。这也就意味着,我们可以阅读到各式各样的数学内容。条件式,该数学内容可以被转换为 MathML 就可以被我们阅读了。实际上,对应于普通文档把数学公式显示为图像,我们下面要说到的公式翻译助手,则是把数学公式内容(MathML) 转换为文字表述和盲文的工具。

【选择】三款不同的数学翻译助手

MathML 是专门设计给电脑处理用的编码,对于我们人而言,看起来可能就像乱码。所以,我们需要一个翻译助手,负责把 MathML 翻译成文字表述或者盲文。目前, NVDA 社区中,有三套转换助手方案可供使用。

  • MathPlayer: 已过时,最早可供使用的 MathML 解释与显示工具。它本来是为 IE 浏览器开发的插件,用于让 IE 浏览器正确显示 MathML。在这其中, Neil Soiffer 先生为其开发了可访问性支持,允许读屏软件读取数学公式的文字表述与盲文。后来,由于 IE 浏览器的衰微,MathPlayer 显示数学公式的功能失去了意义,但为数学公式内容提供无障碍支持仍然可用。

  • MathCAT: 站未来,目前还没有简体中文翻译,等待笔者翻译完成。它是 Neil Soiffer 先生重新开发的一款专门提供数学可访问性的软件。其名字的执意为 “出色的数学可访问技术”。随着更多翻译志愿者的参与,相信未来是一款非常好用的插件。

  • Access8Math: 是由台湾师范大学联合台湾盲人协会研发的一款功能丰富的数学辅具软件,包含数学的阅读和书写等多项功能。其最大特点就是功能多样。故此,也是目前最为推荐使用的方案。

本文主要就使用 Access8Math 插件进行讲解。另外两款方案操作类似,可照猫画虎,以此类推。

实操偏

【准备】安装 Access8Math 插件

由于 Access8Math 是一款 NVDA 插件。因此,我们需要安装 NVDA这款免费且开源的屏幕阅读器。受篇幅所限,这里就不多介绍 NVDA 的安装与使用的问题了。有需求的同学,欢迎在 NVDA 中文站 查找相关资料自行学习。

Access8Math 插件的安装方法有两种,可选择其中你最为方便的方法安装:

  • 方法1: 在 NVDA 插件商店安装:你可在 NVDA 插件商店查找 Access8Math 插件安装。方法如下:

    1. 按下 “NVDA+ N” 打开 “NVDA 菜单”,接着依次选择 “工具” -> “插件商店” 菜单项,打开插件商店;

    2. 在“插件商店”对话框中,切换到“可安装的插件”选项卡页面,并在“可安装的插件”列表中查找 “Access8Math”,最后点击回车键,在弹出的菜单中点击 “安装”,稍等片刻,等待插件下载完成;

    3. 点击 “ESC 键” 关闭 “插件商店” 对话框,根据提示重启 NVDA 完成插件的安装。

  • 方法2,手动下载安装: 如果第一种方法操作失败,你也可以选择手动下载安装的方法,步骤如下:

    1. 在 “NVDA 中文站(www.nvdacn.com)” 搜索 Access8Math 并下载;

    2. 在 NVDA 启动的情况下,点击下回来的 Access8Math 插件包文件,根据 NVDA 的提示完成插件的安装。

【实操】朗读、盲文和导航,数学内容该怎么读?

下面是一些数学视力,方便我们来研究如何阅读他们。

二次函数:

f(x)=ax2+bx+c

根式和指数是:

2 3 = 2 ( 1 / 3 )

基本不等式:,其中a和b都为非负数:

a+b2ab

三角恒等式之一:

sin2α+cos2α=1

矩阵:

123456

对于数学内容有三种阅读方式,语音、盲文和导航。如果你的 Access8Math 已经顺利安装的话,你应该已经可以通过语音或者盲文的方法感受到了以上公式了。这两种方式不用我们过多介绍,享用就好。

但如果一个公式非常的复杂,比我举得这个例子复杂的多,纯靠听一遍,可能依然是云里雾里,不知所云。那么我们就需要按照我们的思维能够接受的方式,认识公式的结构和含义。这就需要第三种模式——交互式导航模式了。在这种模式中,我们可以按照自己的思维的脚步,阅读公式的某个部分。可谓思维怎么走,我们的读屏就怎么读,随心所欲,掌控数学公式 so easy 了。

那么,怎么使用导航模式呢?

  1. 首先,我们浏览到公式上,可直接按下 “NVDA+ALT+M” 进入公式导航模式。如果读屏处于浏览模式状态下,也可直接按空格键进入。

  2. 接着,我们可以使用左右箭头按照顺序逐一访问公式中的结构和内容。使用上下箭头可切换公式的浏览范围。具体而言,按下箭头键放大公式的当前部分,这允许你用更小的单位浏览公式;按上箭头键,缩小当前公式的浏览范围,这允许你使用更整体的方式浏览公式的结构。实际上,这就是根据数学公式的结构,从细节和整体不同角度阅读公式。例如,对于一个指数是而言,我们可以聚焦于底数或者指数部分浏览。对于分式而言,可以聚焦分子或者分母部分。

  3. 最后,公式看完了,按下 ESC 键,退出与数学公式交互的导航模式吧。

现在,就请你根据以上提到的方法,在仔细阅读一下上面我给出的公式,体会体会吧!更多的用法,可以阅读 Access8Math 的文档,这里就不过多“复制”“粘贴”了。

下面我放几个复杂的数学公式视力,欢迎大家来探索:

也欢迎大家帮我补充。

场景偏

上面,我们已经简略说明了网页中的公式阅读的基本方法,只要是使用 MathML 撰写的公式,阅读都非常的方便。然而,在 Word 文档中,又是另一番光景了。在 Word 文档中可以嵌入多种公式。下面我们来讨论嵌入 Word 文档中的 MathType 公式Office 数学公式的阅读方法。

目前而言,两种阅读方法不可以同时使用。因此,我们应该根据要阅读的文档类型和习惯,选择以下两种方法中的一种。

一般而言,MathType 公式,NVDA可能会提示为“插入式对象”或者 MathType +版本号。而Office 公式则可以通过箭头键访问里面的内容阅读和编辑。

新版 Word 配新公式, Office 数学公式的朗读方法

Office 数学公式是指新版本 Office 中, 使用 Alt+等号插入的公式。如果我们需要朗读新版 Office 数学公式,需要满足以下条件:

  • Office 版本:Microsoft 365 或2016级更高版本。具体一点,要求 Build 14326 或更高;

  • NVDA 需要以 UIA 接口访问 Word: 如果是 Windows 11 级比较新的 Office 组件, NVDA 自动使用 UIA 接口访问 Word 文档,故此无须设置;如果是 Windows 10,则需要额外设置,在“ NVDA 设置” -> “高级”分类 下将 “在 Word 中启用 UIA接口” 设置为 “总是”。

对于早期的微软公式编辑器撰写的公式和 MathType 公式,可以转换为 Office 数学公式。方法是移动到对应的公式上,在右键菜单中执行 “公式” -> “转换为 Office Math” 选项。如果要批量转换,可尝试 GrindEQ 软件。

Office 数学公式不仅阅读与网页中的公式类似,还可以方便的编辑与修改。Office 支持两种输入方法,Unicode 数学与 LaTex 语法。有兴趣的同学可以自行研究。

由于 Office 数学公式是 Office 2007 级更高版本推出的心功能。市面上,使用该方法嵌入的公式比较少。据笔者了解,中学生做的“5·3” 的电子版就是该类型的公式。

总结一下,倘若你的电脑运行比较新的操作系统,安装比较新的 Office 套件,使用原生的 Office 公式体验会比较不错。

挥之不去的 MathType,老 Word 中的公式朗读方法

如果你的系统和软件版本没那么高,又或者需要阅读早期使用 MathType 撰写的公式的文档。手动逐一转换这些公式比较繁琐,那么我们就需要让 NVDA 通过 MathType 的方式朗读数学公式。使用该方法满足的条件有:

  • 安装 MathType 软件,这是 NVDA 读取 MathType 撰写的公式对应的 MathML 代码必备的条件;

  • NVDA 需要以传统对象方式访问 Word 文档: 由于 Windows 11 下, NVDA 默认采用 UIA 接口访问 Word 文档,故此我们需要把“NVDA 设置” -> “高级” “在 Word 中启用 UIA 接口” 设置为 “仅必要时”。

满足以上条件,你应该就可以阅读 MathType 公式了。方法与在网页中类似,这里就不多重复了。

剧笔者了解,目前网上大多数中小学理科类试卷,大多使用 MathType 公式撰写,该方法依然有掌握的必要性。

其他公式怎么读?公式转换有哪些软件推荐?

对于 Eq 域公式,可以通过 MathType 软件转换为 MathType 公式。

对于 MathType 公式,可以通过 GrindEQ 批量转换为 Office 公式阅读。

对于图片累公式,可以通过 OCR 技术,转换为 LaTex 形式的公式。目前世界上最好的公式识别引擎是 MathPix,可以通过 Panda OCR 等软件调用。

以上方法可以根据读者需求,按需使用。由于以上提到的软件和服务都为商业产品,详细的操作步骤笔者就不过多介绍了,欢迎大家探索。

以上内容来自热心网友的信息,在此代表广大读者对该热心朋友表示感谢。

总结

笔者用近七千字的篇幅,大致捋清楚了盲人阅读数学公式的那些背景知识、实际操作和场景设置等。本篇虽然字数不少,但干货不多,剩下的内容,还请大家自行探索。我也会在参考资料部分贴出一些有参考性的文章。

更多有用的知识,欢迎多来 NVDA 中文站转转,更多有关数学阅读的问题,欢迎在评论区留下你的见解。谢谢大家!

参考资料

对于 NVDA 和 Access8Math 插件,可参考以下资料:

  1. NVDA 用户指南 的第7张《阅读数学内容》

  2. Access8Math 插件介绍与下载页面

对于 MathML 本身的学习,可参考:

1.. MathML | MDN

  1. W3C 数学工作组主页

  2. 无障碍访问数学信息 - W3C 数学工作组演示视频(英语声音、中英字幕)

有关在 Word 中输入 Office 公式,可参考:

  1. Word 中使用 UnicodeMath 和 LaTeX 的线性格式公式 - Microsoft 支持

  2. 编辑使用 Microsoft 公式编辑器创建的公式 - Microsoft 支持

有关 LaTex 在线工具推荐:

  1. 在线编辑 Latex 公式编辑器,支持使用 LaTex 语法编写公式,支持公式 OCR 识别等功能。

  2. SimpleTex,支持在线 LaTex 编辑器,支持公式 OCR 识别等功能。

LaTex 数学语法教程推荐:

  1. LaTex 语法中文手册,包括按照学段分类的视力和循序渐进的 Latex 数学学习指南等。

  2. 知乎专栏文章: MathJax 与 LaTex 一点总结

标签: Word, 数学猫, MathML, 数学

已有 2 条评论

  1. tsengwoody

    > 由于 Access8Math 是台湾地区开发的插件,在行与列用语方面,与大陆习惯恰巧相反。需要你注意一下。
    是在讀表格的時候嗎,這個可以協助調整喔

    1. Eureka

      已经在新的规则里完善了

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