KaTeX
1. 개요
1. 개요
KaTeX는 웹 브라우저에서 수학 공식을 빠르게 렌더링하기 위해 설계된 자바스크립트 라이브러리이다. 칸 아카데미에서 개발하였으며, MIT 라이선스 하에 공개된 오픈 소스 소프트웨어이다. 주된 목적은 LaTeX 문법으로 작성된 수학 표기법을 HTML과 CSS로 변환하여 웹 페이지에 표시하는 것이다.
이 라이브러리의 가장 큰 특징은 속도에 있다. 서버 측에서 렌더링을 수행하는 다른 도구들과 달리, KaTeX는 클라이언트 측에서 모든 작업을 처리하도록 최적화되어 있다. 이는 수식이 포함된 페이지의 로딩 시간을 크게 단축시키며, 특히 복잡한 수학 기호와 방정식이 많은 문서에서 두드러진 성능 향상을 보여준다.
KaTeX는 텍스트 기반의 마크업 언어인 TeX의 수학 관련 부분을 구현한 것으로, LaTeX의 수학 모드 문법을 광범위하게 지원한다. 이를 통해 학술 논문, 교육 자료, 기술 문서 등에 흔히 사용되는 다양한 수학 표현을 웹에서 표현할 수 있게 한다. 그러나 모든 LaTeX 패키지와 명령어를 완벽하게 지원하는 것은 아니며, 주로 수학 표기에 초점을 맞추고 있다.
이 라이브러리는 별도의 외부 의존성 없이 독립적으로 동작할 수 있으며, 공식 홈페이지인 katex.org에서 관련 정보와 문서를 확인할 수 있다.
2. 개발 배경
2. 개발 배경
KaTeX는 칸 아카데미의 수학 및 과학 교육 콘텐츠를 온라인에서 보다 빠르고 효율적으로 표시하기 위한 필요성에서 개발되었다. 당시 웹에서 수학 공식을 렌더링하는 데 널리 사용되던 MathJax는 기능이 풍부했지만, 자바스크립트 실행과 서버 측 처리로 인해 상대적으로 느린 렌더링 속도가 문제점으로 지적되었다. 특히 칸 아카데미와 같이 대량의 수학 공식을 실시간으로 보여줘야 하는 교육 플랫폼에서는 이러한 속도 저하가 학습 경험에 직접적인 영향을 미칠 수 있었다.
이러한 배경에서 칸 아카데미의 엔지니어링 팀은 속도에 최적화된 새로운 수식 렌더링 엔진을 직접 구축하기로 결정했다. 그들의 핵심 목표는 LaTeX 문법을 완벽히 지원하면서도, CSS와 HTML만을 사용하여 클라이언트 측에서 초고속으로 렌더링할 수 있는 라이브러리를 만드는 것이었다. 그 결과 탄생한 것이 KaTeX로, 텍스트 모드와 수학 모드를 포함한 핵심 TeX 조판 기능을 구현하면서도 MathJax에 비해 훨씬 가볍고 빠른 성능을 자랑하는 도구가 되었다. 이 개발은 웹 기반 교육 및 학술 콘텐츠의 접근성과 사용자 경험을 한 단계 끌어올리는 계기가 되었다.
3. 기술적 특징
3. 기술적 특징
KaTeX는 웹 환경에서 수학 공식을 빠르게 렌더링하기 위해 설계된 자바스크립트 라이브러리이다. 핵심 목표는 수학 표기법을 HTML과 CSS로 신속하게 변환하여 웹 페이지에 표시하는 것이다. 이는 특히 칸 아카데미와 같은 교육 플랫폼에서 많은 수학 콘텐츠를 실시간으로 보여줘야 하는 요구사항에서 비롯되었다.
주요 기술적 특징으로는 서버 측 렌더링을 지원하지 않고 오직 클라이언트 측에서만 동작한다는 점이 있다. 모든 수식 렌더링이 사용자의 브라우저 내에서 이루어지며, 별도의 서버 호출이나 외부 리소스 의존 없이 독립적으로 작동한다. 이는 네트워크 지연을 최소화하고 페이지 로딩 속도를 높이는 데 기여한다. 또한, LaTeX의 수학 모드 명령어 대부분을 지원하지만, 모든 TeX 기능을 완벽하게 구현하기보다는 웹에서 흔히 사용되는 수학 표현에 초점을 맞춘 부분 집합을 제공한다.
성능 최적화를 위해 KaTeX는 수식을 한 번에 렌더링하는 방식을 채택했다. 이는 수식을 점진적으로 그리는 다른 라이브러리와 비교해 전체 렌더링 시간을 단축시킨다. 렌더링 결과는 순수한 HTML 요소와 CSS 스타일로 구성되어 있어, 텍스트 선택, 복사, 검색이 가능하며 접근성 측면에서도 유리하다. 이러한 설계 덕분에 동적인 콘텐츠가 많은 싱글 페이지 애플리케이션이나 대규모 수학 문서를 포함한 웹사이트에서 두각을 나타낸다.
4. 주요 사용처
4. 주요 사용처
KaTeX는 빠른 수식 렌더링 속도와 경량화된 설계 덕분에 다양한 웹 기반 플랫폼에서 널리 사용된다. 가장 대표적인 사용처는 칸 아카데미 자체의 교육 콘텐츠로, 복잡한 수학 및 과학 문제를 포함한 강의 자료를 웹 브라우저에서 실시간으로 표시하는 데 활용된다. 또한 GitHub의 마크다운 문서나 위키백과와 같은 위키 소프트웨어에서도 수식을 표현하는 도구로 채택되는 경우가 많다.
다양한 블로그 플랫폼과 콘텐츠 관리 시스템에서도 KaTeX를 지원하는 플러그인이나 테마를 통해 사용할 수 있다. 예를 들어, 정적 사이트 생성기인 Hugo나 Jekyll에서 수학 기호가 포함된 기술 문서나 학술 블로그를 작성할 때 자주 사용된다. 이는 서버 측에서 미리 렌더링하거나 클라이언트 측에서 빠르게 처리할 수 있는 KaTeX의 특성이 정적 사이트의 빠른 로딩 속도 요구와 잘 맞기 때문이다.
온라인 커뮤니티나 포럼에서도 실시간으로 수식을 보여주는 기능이 필요할 때 KaTeX가 선택된다. Discourse와 같은 현대적 포럼 소프트웨어는 기본적으로 KaTeX를 통한 수식 지원을 포함하고 있다. 또한 노션과 같은 협업 툴이나 Obsidian 같은 지식 관리 앱에서도 사용자가 수학적 표현을 쉽게 문서에 삽입할 수 있도록 KaTeX 렌더링 엔진을 내장하고 있다.
5. 비교: KaTeX vs MathJax
5. 비교: KaTeX vs MathJax
KaTeX와 MathJax는 모두 웹 브라우저에서 수학 표기법을 렌더링하는 데 널리 사용되는 자바스크립트 라이브러리이다. 두 라이브러리의 가장 큰 차이는 렌더링 방식과 성능에 있다. KaTeX는 서버 사이드에서 사전에 수식을 HTML과 CSS로 변환하여 빠르게 렌더링하는 데 중점을 둔다. 반면, MathJax는 더 많은 LaTeX 기능을 지원하며, 클라이언트 사이드에서 동적으로 수식을 렌더링한다.
주요 차이점은 다음과 같다. KaTeX는 속도가 매우 빠르고, CSS만으로 렌더링하기 때문에 추가 폰트 로딩이 필요 없으며, Node.js 환경에서 서버 사이드 렌더링에 적합하다. 그러나 지원하는 LaTeX 명령어와 패키지가 MathJax에 비해 제한적이다. MathJax는 거의 모든 LaTeX 구문을 지원하고, 복잡한 수식 레이아웃에 강점이 있으며, 접근성 기능을 내장하고 있다. 다만, 렌더링 속도가 상대적으로 느리고, 때로는 추가 웹 폰트를 필요로 할 수 있다.
따라서 선택은 프로젝트의 요구사항에 따라 달라진다. 빠른 페이지 로딩 속도와 간결한 통합이 최우선인 경우, 특히 정적 사이트 생성기나 콘텐츠 관리 시스템과 함께 사용할 때는 KaTeX가 유리하다. 반면, 학술 논문이나 복잡한 수학 표현이 풍부한 문서를 웹에 게시해야 하며, 최대한의 LaTeX 호환성이 필요한 경우에는 MathJax가 더 적합한 선택이 된다.
6. 사용법 및 문법
6. 사용법 및 문법
KaTeX는 웹 페이지에서 수학 공식을 표현하기 위해 사용된다. 기본적으로는 LaTeX의 수식 문법을 따르며, HTML 문서 내에서 JavaScript 라이브러리를 통해 수식을 렌더링한다. 사용법은 비교적 간단하여, 필요한 스타일시트와 스크립트 파일을 문서에 포함시킨 후, 수식이 들어갈 요소에 적절한 클래스를 지정하고 LaTeX 문법으로 수식을 작성하면 된다.
KaTeX가 지원하는 문법은 LaTeX의 수식 관련 명령어 중 핵심적인 부분에 초점을 맞추고 있다. 이는 모든 LaTeX 패키지를 지원하는 MathJax와의 주요 차이점이다. 예를 들어, 행렬, 적분, 합 기호, 분수, 근호 등 대부분의 기본 수학 표현은 문제없이 표현할 수 있다. 그러나 일부 복잡한 레이아웃이나 특정 패키지에 의존하는 명령어는 지원하지 않을 수 있다.
문서 내에서 KaTeX를 사용하는 방식은 주로 인라인 모드와 디스플레이 모드 두 가지가 있다. 인라인 모드는 문장 중간에 수식을 넣을 때 사용되며, 디스플레이 모드는 수식을 별도의 줄에 가운데 정렬하여 강조할 때 사용된다. 각 모드에 맞는 HTML 태그나 마크업을 사용하여 수식을 감싸면, KaTeX 엔진이 이를 해석하여 빠르고 선명한 수식 이미지로 변환해 준다.
KaTeX의 공식 문서에는 지원하는 모든 함수와 기호의 목록이 상세히 나와 있어 참고하기에 용이하다. 또한, 라이브러리의 빠른 속도 덕분에 수식이 많은 대규모 문서나 동적으로 내용이 변경되는 싱글 페이지 애플리케이션에서도 원활하게 사용될 수 있다.
7. 라이선스
7. 라이선스
KaTeX는 MIT 라이선스 하에 공개된 오픈 소스 소프트웨어이다. 이 라이선스는 매우 허용적인 조건으로, 사용자에게 소프트웨어를 자유롭게 사용, 복사, 수정, 병합, 출판, 배포, 서브라이선스 및 판매할 수 있는 권한을 부여한다. 단, 라이선스 사본과 저작권 고지문을 모든 복제본이나 중요한 부분에 포함시켜야 한다는 조건이 따른다.
이러한 라이선스 정책 덕분에 KaTeX는 상업적 프로젝트를 포함한 모든 종류의 웹 개발에 제약 없이 통합될 수 있다. 개발사인 칸 아카데미는 라이브러리의 광범위한 채택과 커뮤니티 기여를 장려하기 위해 이 라이선스를 선택했다. MIT 라이선스는 MathJax를 비롯한 많은 인기 있는 웹 기술이 채택한 라이선스이기도 하여, 개발자들이 법적 부담 없이 비교적 쉽게 프로젝트를 전환하거나 병행 사용할 수 있는 환경을 제공한다.
KaTeX의 소스 코드는 GitHub와 같은 공개 저장소에서 관리되며, 누구나 라이선스 조건 내에서 버그 수정, 기능 개선, 포크 생성 등의 기여를 할 수 있다. 이는 라이브러리의 지속적인 발전과 빠른 성능 최적화에 기여하는 주요 요인 중 하나로 평가된다.
