\newif\ifshownotes
\ifdefined\shownotes
  \shownotestrue
\else
  \shownotesfalse
\fi
\providecommand\aspectratio{169}
\documentclass[aspectratio=\aspectratio, xcolor=dvipsnames, ngerman]{beamer}

%\usepackage[utf8]{inputenc}
%\usepackage[T1]{fontenc}
\usepackage[ngerman]{babel}
%\usepackage{lmodern}
\usepackage{verbatim}
\usepackage{dtk-logos}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{backgrounds, fit, matrix, calc}
\usepackage{listings}
\usepackage{calc}
\usepackage{multimedia}
\usepackage{mathtools}
\usepackage{amsmath}
\usepackage{amsthm}
\usepackage{amssymb}
\usepackage{amsfonts}
\usepackage{dsfont}
\graphicspath{{figures/}{examples/}}
\usefonttheme{professionalfonts}

\newcommand{\red}[1]{{\color{red}#1}}
\newcommand{\blue}[1]{{\color{blue}#1}}
\newcommand{\green}[1]{{\color[rgb]{0,.5,0}#1}}
\newcommand{\gray}[1]{{\color{gray}#1}}
\newcommand{\black}{\color{black}}

%%% TIKZ SETTINGS

%% packages
\usepackage{pgf}
\usepackage{tikz}
\usepackage{pgfplots}

%% libraries
\usetikzlibrary{external}
\usetikzlibrary{backgrounds, fit, decorations.pathreplacing, shapes.geometric, matrix, calc, fadings}


%% externalize
\tikzexternalize[shell escape=-shell-escape, prefix=pgf-img/]
\tikzset{
  external/mode=list and make,
  external/system call={
    lualatex \tikzexternalcheckshellescape -halt-on-error 
  -interaction=batchmode -jobname="\image" "\texsource"},
  external/optimize command away=\includepdf,
  %external/optimize=false,
}
\tikzsetfigurename{figure_}
\pgfplotsset{compat=1.16}

\newlength\termlength
\newcommand{\Underbrace}[3][]{% Surprisingly, this seems to work.
  \ensuremath{%
    \mathrlap{%
      \setlength{\termlength}{\widthof{$#3$}-\widthof{$#2$}}%
      \hspace*{0.5\termlength}%
      \underbrace{#3}^{#1}_{\displaystyle#2}%
    }%
    \hphantom{#3}%
  }%
}


\hypersetup{unicode=true}

\setmonofont{FiraCode}

\usetheme{OSAK}
\addtobeamertemplate{frametitle}{}{\vspace{-6pt}}

\lstset{
  basicstyle=\footnotesize\ttfamily,
  language={[LaTeX]TeX},
  texcsstyle=*\color{Mahogany}\bfseries,
  commentstyle=\itshape\color{RoyalBlue},
  keywordstyle=\color{RoyalBlue}\bfseries,
  moretexcs={lstset,subsubsection,paragraph,subsection,color,sl,textcolor,lstinputlisting,newfontfamily,fontsize,section,documentclass,begin,includegraphics,hello,bye,setmainlanguage,setlength,institute,subtitle,alert,only,onslide,titlepage,usetheme,usecolortheme},
  morekeywords={center,document,flushleft,flushright,itemize,enumerate,tabular,article,polyglossia,geometry,amsmath,graphicx,xcolor,hyperref,frame,example,definition,theorem,proof,block,column,columns,exampleblock,alertblock},
  moredelim=**[is][\smash]{@}{@}
}

\makeatletter
\newcommand\notsotiny{\@setfontsize\notsotiny{7}{8}}
\makeatother
\setbeamersize{text margin left=6mm, text margin right=6mm}

\date{05.06.2019}
\title[\LaTeX-Workshop]{\LaTeX-Beamer}
\subtitle{Präsentationen mit \LaTeX}
\author{Valentin Bruch}
\institute[OSAK]{
  Open Source Arbeitskreis der \\
  Fachschaft Mathematik/Physik/Informatik an der RWTH Aachen \\
  und der Aachener Linux User Group
}

\newlength\marginwidth
\newcommand\marginbox[3][2pt]{
  % USAGE: \marginbox[margin width]{width}{content}
  % TODO: width is set manually such that it fits real width!
  \setlength\marginwidth{#1}
  \begin{tikzpicture}[even odd rule, scale=1]
    \node[anchor=north west] (text) {%
      \begin{minipage}{#2-2\marginwidth-10pt}%
        #3%
      \end{minipage}%
    };
    \begin{pgfonlayer}{background}
      \node[draw opacity=.5, draw=blue, line width=#1, inner sep=2pt, fit = (text)] {};
    \end{pgfonlayer}
  \end{tikzpicture}
}

\begin{document}

\begin{frame}
  \begin{center}
    \begin{minipage}{.75\textwidth}
      \titlepage
    \end{minipage}
  \end{center}
\end{frame}

\input{examples/toc}

\section{Was ist \LaTeX-Beamer}
\begin{frame}{Was ist \LaTeX-Beamer?}
  \null\hspace{.25\textwidth}\begin{minipage}{.5\textwidth}\lstinputlisting[basicstyle=\large]{examples/documentclass-beamer.tex}\end{minipage}
  \begin{itemize}
    \item Dokumentklasse für diese Präsentation
    \item Saubere Formatierung
    \item teilweise automatische Formatierung
    \item Praktisch für Formeln, Theoreme
    %\item<2-> Overlays
    %\item Freie Software
    %\item Ausgabe als PDF (portabel)
    \item<2-> Beispiel: Euklids Präsentation
  \end{itemize}
\end{frame}

% TODO: Installation testen?

\section{Beispiel: Euklids Präsentation}
\begin{frame}{Was sind Primzahlen}
  \begin{columns}[c]
    \begin{column}{.5\textwidth}
      Eine Primzahl hat genau zwei Teiler.
    \end{column}
    \begin{column}{.5\textwidth}
      \lstinputlisting{examples/euklid1.tex}
    \end{column}
  \end{columns}
\end{frame}

\subsection{Was sind Primzahlen}
\begin{frame}{Was sind Primzahlen}
  \begin{columns}[c]
    \begin{column}{.5\textwidth}
      \begin{definition}[Primzahl]
        Eine Primzahl hat genau zwei Teiler.
      \end{definition}
      \begin{example}
        \begin{itemize}
          \item 2 ist Primzahl (Teiler: 1, 2)
          \item 3 ist Primzahl (Teiler: 1, 3)
          \item 4 ist keine Primzahl (Teiler: 1, 2, 4)
        \end{itemize}
      \end{example}
    \end{column}
    \begin{column}{.5\textwidth}
      \lstinputlisting{examples/euklid2.tex}
    \end{column}
  \end{columns}
\end{frame}

\begin{frame}{Was sind Primzahlen}
  \begin{columns}[c]
    \begin{column}{.5\textwidth}
      \begin{definition}[Primzahl]
        Eine \alert{Primzahl} hat genau zwei Teiler.
      \end{definition}
      \begin{example}
        \begin{itemize}
          \item 2 ist Primzahl (Teiler: 1, 2)
          \item 3 ist Primzahl (Teiler: 1, 3)
          \item 4 ist \alert{keine} Primzahl (Teiler: 1, \alert{2}, 4)
        \end{itemize}
      \end{example}
    \end{column}
    \begin{column}{.5\textwidth}
      \lstinputlisting{examples/euklid3.tex}
    \end{column}
  \end{columns}
\end{frame}

\subsection{Keine größte Primzahl}
\OSAKthemenologo
\begin{frame}{Keine größte Primzahl}
  \begin{columns}[c]
    \begin{column}{.5\textwidth}
      \begin{theorem}
        Es gibt keine größte Primzahl.
      \end{theorem}
      \begin{proof}
        \begin{enumerate}
          \setlength\itemindent{-6pt}%
          \item Angenommen $p$ ist die größte Primzahl.
          \item Sei $q$ das Produkt der ersten $p$ Zahlen.
          \item $q+1$ ist durch keine davon teilbar.
          \item Damit ist $q+1$ Primzahl und größer als $p$.
        \end{enumerate}
      \end{proof}
    \end{column}
    \begin{column}{.5\textwidth}
      \lstinputlisting{examples/euklid4.tex}
    \end{column}
  \end{columns}
\end{frame}

\begin{frame}{Keine größte Primzahl}
  \begin{columns}[c]
    \begin{column}{.5\textwidth}
      \begin{theorem}
        Es gibt keine größte Primzahl.
      \end{theorem}
      \begin{proof}
        \begin{enumerate}
          \setlength\itemindent{-6pt}%
          \item Angenommen $p$ ist die größte Primzahl.
          \item<2-> Sei $q$ das Produkt der ersten $p$ Zahlen.
          \item<3-> $q+1$ ist durch keine davon teilbar.
          \item<3-> Damit ist $q+1$ Primzahl und größer als $p$.
        \end{enumerate}
      \end{proof}
    \end{column}
    \begin{column}{.5\textwidth}
      \lstinputlisting{examples/euklid5.tex}
    \end{column}
  \end{columns}
\end{frame}

\section{Strukturierung von Folien}
\begin{frame}{Struktur einer Folie}
  \begin{columns}[c]
    \begin{column}{.27\textwidth}
      Erste Spalte
    \end{column}
    \hfill%
    \begin{column}{.27\textwidth}
      Zweite Spalte
    \end{column}
    \hfill%
    \begin{column}{.44\textwidth}
      \lstinputlisting{examples/columns1.tex}
    \end{column}
  \end{columns}
\end{frame}

\begin{frame}[t]{Struktur einer Folie}
  \vspace*{-7mm}%
  \begin{columns}[t]
    \begin{column}{.52\textwidth}
      \null\vspace*{16mm}%
      \begin{columns}
        \begin{column}{.45\textwidth}
          \begin{block}{Einfacher Block}
            Strucktur durch Blöcke
          \end{block}
        \end{column}
        \onslide<1,3->
        \begin{column}{.45\textwidth}
          \begin{exampleblock}{Beispiel}
            Beispielblock
          \end{exampleblock}
        \end{column}
      \end{columns}
      \onslide<1,4->
      \begin{alertblock}{Wichtiger Block}
        Dieser Block ist immer rot.
      \end{alertblock}
    \end{column}
    \hfill%
    \onslide<1->
    \begin{column}{.48\textwidth}
      \only<1>{\lstinputlisting{examples/columns2.tex}}%
      \only<2->{\lstinputlisting{examples/columns3.tex}}%
    \end{column}
  \end{columns}
\end{frame}

\section{Themen}
\setlength\fboxsep{0pt}
\setlength\fboxrule{.4pt}
\begin{frame}{Themen}
  \begin{columns}
    \begin{column}{.33\textwidth}
      \fbox{\includegraphics[width=.98\textwidth]{examples/title-default.pdf}}\\[2pt]
      \fbox{\includegraphics[width=.98\textwidth]{examples/title-cambridgeUS.pdf}}
    \end{column}
    \begin{column}{.33\textwidth}
      \fbox{\includegraphics[width=.98\textwidth]{examples/content-default.pdf}}\\[2pt]
      \fbox{\includegraphics[width=.98\textwidth]{examples/content-cambridgeUS.pdf}}
    \end{column}
    \begin{column}{.33\textwidth}
      \lstinputlisting{examples/themes-default.tex}
      \vspace{.2\textheight}
      \lstinputlisting{examples/themes-cambridgeUS.tex}
    \end{column}
  \end{columns}
\end{frame}

\begin{frame}{Titelfolie}
  \begin{columns}
    \begin{column}{.42\textwidth}
      \titlepage
    \end{column}
    \hfill%
    \begin{column}{.53\textwidth}
      \lstinputlisting{examples/title.tex}
    \end{column}
  \end{columns}
\end{frame}

\section{Was beamer noch kann}
\begin{frame}{Videos}
  \vspace*{-6mm}%
  \begin{center}
    \movie[width=.5\textwidth, height=.3125\textwidth, 
    loop]{\includegraphics[width=.5\textwidth]{image.jpg}}{movie.mp4}\\
    Wellenfuntion im eindimensionalen Kastenpotential
  \end{center}
\end{frame}

\newcount\timecounter
\begin{frame}{Einfache Animationen}
  \animate<2-25>
  \animatevalue<1-25>{\timecounter}{0}{100}
  \null\hspace{\the\timecounter pt}
  \begin{minipage}{.3\textwidth}
    \begin{block}{Animation}
      Dieser Block bewegt sich.
    \end{block}
  \end{minipage}
  \\[5mm]
  \animate<27-39>
  \animatevalue<26-40>{\timecounter}{100}{0}
  \begin{colormixin}{\the\timecounter!averagebackgroundcolor}
    Dieser Text wird ausgeblendet.
  \end{colormixin}
\end{frame}

\begin{frame}{TikZ Beispiel: Graphen in Tight Binding}
  \begin{overprint}
    Näherung der Bandstruktur von Graphen
    \vspace*{-1mm}
    \begin{columns}[T]
      \begin{column}[T]{0.5\textwidth}
        \begin{block}{Tight Binding Model}
          \vspace*{-1mm}
          \begin{itemize}
            \item Honigwabengitter
            \item Nur \red{Hüpfen} zu \green{nächsten Nachbarn}
          \end{itemize}
          \vspace*{-2mm}
          \begin{align*}
            \mathcal{H}
            &=-\red{t} \sum_{\green{\left<i,j\right>}}a_\green{i}^\dagger a_\green{j} \\
            &=-\sum_{\mathbf{m}, \mathbf{n}, \alpha, \beta}
            \red{t}\green{_{\alpha\beta}(\mathbf{m})} a_{\alpha\,(n+m)}^\dagger a_{\beta\,n}
          \end{align*}
          \vspace*{-1mm}
        \end{block}
      \end{column}
      \begin{column}[T]{0.5\textwidth}
        \vspace*{-4.5mm}
        \tikzsetnextfilename{graphene3d}
        \hspace*{3mm}%
        \begin{tikzpicture}[scale=1]
          \begin{axis}[
              view/h=33,
              axis lines=none,
              width=8.3cm,
              height=8.5cm,
              xmin=-4.4, xmax=4.4,
              ymin=-4.4, ymax=4.4,
              zmin=-3.1, zmax=3.1,
            ]
            \addplot3[
                mesh,
                %surf,
                %shader=interp,
                samples=50,
                domain=-4.3:4.3,
                y domain=-4.3:4.3,
              ] { -sqrt(1+4*cos(\y/2 r)^2+4*cos(\y/2 r)*cos(sqrt(3)*\x/2 r)) };
            \addplot3[
                mesh,
                %surf,
                %shader=interp,
                samples=50,
                domain=-4.3:4.3,
                y domain=-4.3:4.3,
              ] { sqrt(1+4*cos(\y/2 r)^2+4*cos(\y/2 r)*cos(sqrt(3)*\x/2 r)) };
          \end{axis}
        \end{tikzpicture}
        \vspace*{-12mm}
      \end{column}
    \end{columns}
    \vspace*{1.5mm}
    $\implies$ Energieeigenzustände:
    $\quad\displaystyle
      E(\mathbf{k})
      = \pm \red{t}%
          \Underbrace{%
            \sqrt{1+4\cos^2\Big( \frac a2 k_y \Big)+4\cos\Big( \frac a2 k_y \Big)\cos\Big( \sqrt3 \frac a2 k_x \Big)}%
          }{\left|1+e^{-i\mathbf{k}\cdot\mathbf{a_2}}+e^{-i\mathbf{k}\cdot(\mathbf{a_1}+\mathbf{a_2})}\right|}%
    $
  \end{overprint}
\end{frame}

\end{document}

\begin{comment}
vim:ts=2:spelllang=de:fo=want:expandtab
\end{comment}