基于EPUB3.0标准的科技刊物内容制作技术研究

王少青　侯锋　韩鹏　汪思然　薛刚

摘 要 通过对科技刊物数字化发展趋势的分析，提出《热带作物学报》可以在移动互联网环境下依照EPUB3.0标准进行数字化内容制作与编辑。在数字出版编辑制作系统的支持下，以图文混排进行自适应显示的EPUB内容制作方法说明，将已发表的期刊内容进行EPUB3.0标准的内容编排，通过移动阅读系统对内容进行了解析，并将最终显示效果与PDF文件展示效果进行对比，突出了基于EPUB标准制作的科技期刊内容的特点和优势。最后，根据研究结果对《热带作物学报》移动数字出版的后续应用进行探讨，展望了《热带作物学报》的数字出版发展前景。

关键词 科技刊物；EPUB；移動互联网；富媒体；图文混排；自适应显示

中图分类号 G202 文献标识码 A

随着移动互联网的迅猛发展，中国大约有6.5亿网民，其中有5.6亿通过移动终端上网[1]。除纸质期刊外，人们已不再局限于通过电脑查看学术论文，移动设备的便携性和智能化决定了其将成为数字化内容的主流查看手段之一，也是目前科技刊物在线查看的必要补充手段。

科技刊物因为学术严谨性、受众面和版权等因素，移动终端的应用落后于其他出版物，内容传播渠道也较为单一[2-4]。近年来，随着移动互联网的发展，大型科技出版集团以及诸多期刊出版机构纷纷推出移动终端应用，尤其以医疗和生物类期刊为先[5-7]。杏树林、生物谷等机构也都推出了“医学文献”、“SCI期刊助手”等医学和生物学期刊的移动应用[8-10]。上海大学学报、西油期刊等刊物也顺应期刊发展要求推出了刊物的移动APP应用。农业科技领域，目前还未有期刊进行专用移动发布渠道的策划。

《热带作物学报》是国家一级学会--中国热带作物学会的会刊[11]，近年来，《热带作物学报》被引频次和复合影响因此逐年提升，尤其气象、微生物和农产品加工等栏目被引频次较高，对热带农业领域产生了重要影响[12-13]。作为热带农业科研领域标志性刊物，《热带作物学报》不仅需要在国内进一步发挥学科前沿的引领作用，更需要继续向国外热带地区辐射，提升国际知名度和竞争力。因此，顺应期刊出版行业的发展趋势，规划移动终端的内容获取和阅读模式[14]，推出适合移动终端阅读的在线内容， 是《热带作物学报》精品期刊建设的必然选择。对于发表内容涉及科技操作以及农技操作，如果辅以视频和动画展示，可以让读者充分领会作者的意图，传统的图文很难对此做出清楚描述[15]。

EPUB（Electronic Publication的缩写）是一种基于XML的电子书标准[16]，也是目前主流通用的电子书格式（.epub），最大的特点是内容可以根据阅读设备的特性，以最适于阅读的方式呈现。EPUB标准支持丰富的媒体类型[16-29]，包括音视频、有声书、可嵌入及渲染的数学公式等，对内容展现多元化，也更为醒目。EPUB文件通过脚本设置使富媒体元素与内容的上下文关联，需要说明的是，EPUB标准的内容规范明确指出，当内容需要进行媒体展示时，启用脚本支持，当内容无脚本支持或禁用脚本阅读系统渲染时，电子书内容必须保持完整性，仍然能够为用户所用，且没有信息丢失或明显的恶化[178]。在上述条件下，《热带作物学报》使用EPUB标准进行内容编辑制作且在终端进行解析时，完全能够满足原有内容的展示，而富媒体内容则根据刊物设定及用户需求进行脚本执行的控制[20]。

本文针对《热带作物学报》移动出版的转型需求，通过数字出版编辑系统对已投稿并已录用的刊物内容进行了编辑制作，展示编辑结果。通过基于浏览器的WebKit通用阅读器对EPUB内容进行解析和显示，最后，对《热带作物学报》后续移动出版的转型进行了探讨，以期为科技期刊提供移动出版应用模式。

1 数字刊物编辑制作分析

1.1 研发目的和功能设计

针对《热带作物学报》的全流程数字化编辑制作，研发了数字期刊编辑制作系统实现支持多元素的协同内容制作，并针对不同发行渠道的多元发布，除可进行常用数字资源编辑转换外，针对科技刊物移动互联网的发展趋势，实现输出内容可在移动终端自适应排版，支持移动阅读。结果除EPUB格式外，还可根据后续编辑和应用，输出包括XML和XHTML格式，支持交互式的内容编排，支持科技公式编辑，可对多媒体、音视频素材进行引用，支持稿件图像自动编辑，内容后续仍可被图书编排工具兼容，具有普适性。另外，输出格式进行更深层次的内容应用，如数据分析、数据挖掘和决策支撑。

1.2 数字科技刊物编辑制作技术

本研究基于Qt技术，实现了通过代码控制EPUB3.0标准数字资源编辑制作，将现有数字化格式，如txt、pdf、word，以及图片、视频、动画等科技刊物现有内容及后续扩展内容集成编辑，形成EPUB文件或XML可编辑文件，为后续的EPUB文件制作以及基于HTML的内容展示提供素材。

1.2.1 EPUB内容制作初始化与框架搭建

EPUB3.0格式文档中mimetype是压缩包的第一个文档，用于标识文档类型和封装格式，其中.Container和.xml为META-INF目录下的必要文档，主要用于指定OPF文档的路径.META-INF目录下还可以包含与数字签名、文档加密等功能相关的文档[16，18]。OPF文档即开放封装格式文档，它是EPUB电子书资源组织与内容处理的核心，通常与其他内容资源统一存放于一个非通用名称的文档目录中。EPUB内容的基本框架也就是文档索引的基本指针，用来标识内容的每一个部分，当阅读器进行内容的解析时，也首先从mimetype进行内容的读取。

1.2.2 EPUB内容制作核心算法 数字期刊编辑制作系统创建并制作EPUB3.0文档的基本算法见图1。

创建minetype文档作为ZIP的头文件，生成EPUB文件的根目录，EPUB文件包含minetype主题内容以及元数据。根目录创建META-INF目录作为minetype的头文件，新文件container.xml指向EPUB内容的不同类型和不同位置，作为EPUB文件的引导文件。

创建OEBPS文件生成模块，依据内容的不同，构建EPUB档案目录和文件结构，包括封面、标题、内容、样式、效果和图片，以及一个ttf文档用于存放文字等信息。OEBPS目录除用于存放之外，也可以在OEBPS目录之下建立相应的子目录，例如chapter目录，把内容各章节的OPS文档放在chapter目录中。

创建元数据OPF，为文档中的内容进行描述和约定，OPF可约定包括索引、标识、标签和属性。从OPF可进行数据的查找和脚本的检查。另外，其他元数据包括语言、出版日期、出版机构和版权许可等。

2 功能实现

2.1 流式布局及自適应排版

2.1.1 流式布局 本研究将EPUB内容分类内容栏和侧边栏，二者比例为7 ∶ 3，设置内容栏的宽度为70%，侧边栏的宽度为30%。然后，使内容栏浮动在左边，侧边栏浮动在右边。这使得两个栏的位置相对。通过Float控件实现了宽度值外的元素会自动滚动到前面元素的下方，不会在水平方向溢出，避免了水平滚动条的出现。

2.1.2 自适应排版 手机的屏幕相对较小，宽度通常在600像素以下，PC的屏幕宽度一般都在1 000像素以上，同样的内容，要在大小迥异的屏幕上，本研究根据EPUB3.0标准，通过自适应标签设置实现，也就是JavaScript通过div控制[21]。

在EPUB内容进行编辑时，通过在content中设置viewport元标签进行内容宽度的自动调整[22-23]。

viewport是阅读器或浏览器的默认宽度及高度，本研究的EPUB文件宽度默认等于终端屏幕宽度（width=device-width），原始缩放比例（initial-scale=1）为1.0，即网页初始大小占屏幕面积的100%。当阅读系统识别屏幕宽度与内容viewport有出入时，文件加载相应的CSS。

media=“screen and（max-device-width： 600px）”

href=“tinyScreen.css”/>

以屏幕宽度600像素举例。如果屏幕宽度小于600像素（max-device-width：600px），就加载tinyScreen.css文件，及对文档进行自适应换行排版。

2.2 图片处理

对于《热带作物学报》，目前最多也是最直观的显示即为图片，图片的2D展现形式，决定了它作为目前科技期刊纸质化出版形势下主要多媒体内容展现形式，为适应《热带作物学报》现有内容编辑制作，本研究首要解决内容图片在EPUB3.0标准下的编排和展示，依据版式结构，音、视频和动画播放框也可沿用同样的算法。

本研究默认文档内图片分辨率固定，仅从大小入手进行图片的排版，对于图文内容的混排效果，采用流动布局（fluid grid）、相对大小字体和不使用绝对宽度的JavaScript控制CSS代码，实现不同图文混排内容的版式处理，达到不同终端解析时的屏幕自适应，实现图文最佳显示效果。

依据图片的长宽具体设置了两种排放方式，即放置页面中间或排页面侧边[24]。图文混排中对图片的处理算法见图2，其中需要说明的是当图片的宽度在不压缩的情况下小于页面1/2，即作为竖图处理，形成页面图片与文字分取两边的状态[26]。图2算法简言之则为：①大于终端阅读器（浏览器）宽度1/2为横图：放置于页面中间，同样长宽偶数图调整宽度至两张图片并排展示，奇数时靠前偶数按照并排展示，最后单独图片放置于页面中间；②竖图或宽度小于终端阅读器（浏览器）宽度1/2为竖图，排侧边，空白处自动放置文字内容，文字内容的行数由图片高度与段落间距决定，文字字数由版面宽度减去图片宽度的值与字间距决定。

2.3 富媒体内容及数学公式处理

（1）富媒体处理。富媒体（Rich Media）作为图片、动画、声音、视频或交互性信息的传播内容，对于学报而言，可以极大的扩展内容的表现形式，对于复杂的操作以及研究成果可以借助富媒体直观和立体的表达，操作过程和技术手段可以有效呈现。EPUB的Trigger元素能够生成由标记定义的用户界面，用于控制音频、视频和Flash等多媒体元素的播放[16]。在进行EPUB文件编辑插入音视频时，与图文混排的处理方式一致。

（2）数学公式处理。EPUB3.0 XHTML内容支持MathML嵌入，编辑制作系统通过集成开源MatheJax公式库，实现MathML在编辑过程中的渲染，实现了对数据公式和复杂逻辑结构图的支持。编辑过程中公式元素直接通过MathJax实现对数学公式和特殊字符的渲染与处理，MathML结果以HTML嵌入EPUB资源中。在阅读系统进行EPUB文件的解析时，HTML5的canvas控件实现对数学公式展示。

2.4 内容编辑及输出结果

本文选取2015年在《热带作物学报》公开发表的“热带地区木麻黄无性系生物量及其空间分配特征”一文进行EPUB3.0内容的制作与排版，并将结果与目前主流的数字刊物内容格式pdf进行对比展示（图3）。

数字出版编辑平台通过代码对HTML内容进行控制，页面分区域展示目录、内容和代码，并为没有HTML和CSS编辑基础的用户提供模板对内容进行直接的填写套用。确认内容及格式后，保存为.EPUB格式，系统自动对内容进行封装和压缩。

2.5 EPUB期刊内容终端解析与展示

通过编辑制作系统进行EPUB制作后，阅读系统通过基于浏览器的解析引擎对EPUB进行解析，目前主流浏览器的内核主要有IE等的Trident内核，Firefox的Gecko内核，Opera的Presto内核及Safari的WebKit内核等[25-26]。

解析控制流程如图4，通过移动终端常用的Trident和WebKit内核举例说明。

本研究在实现EPUB格式的《热带作物学报》内容编辑制作之后，采用自主研发的数字资源阅读器查看编辑成果。阅读器采用传统开发方式处理，与常见基于Android平台的电子书解析工具类似，即通过基于HTML5的移动应用框架封装WebKit实现基于浏览器的阅读工具。

采用基于WebKit的阅读器查看数字期刊内容，解析后的输出结果见图5。

对应内容借助移动端查看PDF文档，因PDF文档格式的限制，只能进行类似图片的大小缩放才能显示合适的字体大小，具体效果如图6、图7所示。

基于EPUB标准的数字期刊编辑制作系统，解决了数字出版内容与展示设备的差异，实现了面向移动互联网的《热带作物学报》EPUB内容编辑及制作，保证了数字产品的易制作、易复制和易分发的特点。以图片排版为例对EPUB内容制作进行了分析和阐述，对富媒体音视频和数学公式等科技刊物常见内容的编辑、解析、显示和渲染方法进行了说明。通过基于WebKit的移动终端阅读系统对科技期刊的编辑制作效果进行了展示，并与通用数字期刊PDF格式进行了展示对比。结果表明基于EPUB3.0标准的《热带作物学报》内容在主流操作系统移动终端完美解析和渲染，相对于目前推出移动应用的科技刊物，EPUB比PDF有着更好的阅读体验。

3 讨论与结论

3.1 《热带作物学报》移动数字出版方向探讨

在基于EPUB3.0标准的科技刊物内容进行加工制作，并通过互联网和移动互联网渠道进行发行和推送后，碎片化的数字期刊资源的利用价值远不止于阅读，综合应用将是《热带作物学报》数字出版和发行的发展方向。

3.1.1 线上线下互通，运营模式创新 《热带作物学报》作为中国热带作物学会的会刊，且具有一定的区域和领域的针对性，可以考虑构建资源与服务的开放机制，提供更全面的内容服务，降低用户查询、下载和分享资源的成本。科研工作者更加需要利用碎片时间在工作以外获得更多的科技前沿知识和资讯，基于EPUB标准的刊物内容，在保证资源安全以及版权不受影响的情况下，可以借鉴其他类型期刊借助于APP、微信和微博等移动互联网进行传播的方式。

3.1.2 加工精品资源，强化资源定制 根据《热带作物学报》不同栏目和不同内容的制作要求，利用EPUB标准加工制作的内容资源为结构化的碎片资源，除发行和阅读的优势外，还具备完整索引基础。在版权允许的情况下，可根据需求通过索引工具的定制开发，实现针对关键内容的检索结果定制，再进行内容分析，如研究主题对应关系、技术发展动态和行业发展现状等，方便实现《热带作物学报》精准内容定制。

3.1.3 应用模型规划，突出刊物特点 针对热带地区特有的农业特点，进行针对性的富媒体内容规划，前期以模型形式为编辑和用户提供可以嵌入到内容中的元素，如热带棕榈科的椰子树和大戟科的橡胶树等植物，通过富媒体内容使不了解物种的用户有直观的感受，也可以帮助种质资源、物候和生态学研究内容更容易理解，应用的前提首先需要编辑的试用和引导。

3.1.4 挖掘资源内容，提炼隐性知识 移动应用的环境下，编辑除原有整篇文章发布和推送外，根据EPUB资源可自由定制标签的特点，设置除题名、主题和关键词之外的标签，进行其他应用主题的归总，以职业敏锐性挖掘科技工作者感兴趣的研究内容以及文章包含的隐性知识，关联和提炼更加有学术意义的内容。

3.1.5 技术升级，完善移动内容应用体系 当《热带作物学报》建立了成熟完善的移动阅读内容发布体系后，将打破纸质刊物和传统线上发行的特质，实现以内容为核心的检索和传播平台，内容的传播范围和速度都将倍增，数字版权保护的重要性就体现出来了，除保护内容的著作权外，还涉及合理合法使用内容、保护作者信息以及版权许可声明等，在后续的研发中，将进行水印技术、数字资源加解密和内容资源编码保护等关键技术攻关，配合EPUB内容制作实现数字版权保护。

3.2 结论

移动互联网环境下如何将科技期刊做大做强，业内不同刊物已从不同方面进行了初步探索，但已有文献针对面向移动互联网的科技期刊应用的论述仅停留在选题策划阶段，主要有两个方面的论点：其一，对目前通用电子书格式EPUB在科技期刊出版发行的可能性进行了探讨[6-7]；其二，对科技期刊APP和微信公众号应用进行了展望[8-10]。上述两个论点均未深入探索科技期刊移动应用的可行性，也未從实际实施角度进行阐述，根本原因即为基础内容的加工不能实现。移动互联网的内容应用要求为“小而精”，目前线上发行的PDF格式动辄超过1M的大小来看，确实存在应用的瓶颈。当然除技术原因外，也存在接受程度、推行难度、版权和收益等问题[27]。在科技期刊基于移动互联网发展的必然趋势下，承载移动出版发展的核心要素是技术，出版的核心价值仍在于内容资源[28]。

本研究在借鉴基于移动互联网的发行策划基础上，从《热带作物学报》发行内容入手进行服务策划，解决了移动内容制作的技术问题，构筑了农业科技期刊的互联网应用基础，确定了移动出版传播的形式，实现了移动出版的可能。后续研究将逐步实现从已有定向传播到“互联网+”型科农业科技期刊的转型，深度挖掘和充分利用数字内容，为用户提供高附加值的产品和服务，打造线上线下融合的农业科技期刊产业。

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