页面背景 (eso-pic)

LaTeX 的页面是作为一个纵向列表拼装起来、再作为一个完成的盒子整体输出（ship out）的，也就是说，事后根本没有缝隙可以把背景塞到它下面。页面背景——整页底色、出血的照片、斜穿而过的 DRAFT 水印——之所以还能实现，是因为所有提供背景的宏包都用同一个手法：在输出前插一脚，把自己的墨先放下去。正文随后才印上来，盖在它上面，看起来就成了背景。本页就沿着这一条线索，依次走过 \pagecolor、eso-pic、background 宏包和 draftwatermark，最后落到多数人翻车的地方：打印和文件体积。

\pagecolor 与真正的背景层有什么不同

如果只需要整页一个纯色底，答案就是一行 \pagecolor{颜色}，完全用不上任何背景宏包。不过这个命令来自 color／xcolor 而非 LaTeX 内核，所以不写 \usepackage{xcolor} 就用 \pagecolor{yellow} 会得到 ! Undefined control sequence.。想撤销则用 \nopagecolor。它有两点常让人意外。第一，它是全局的，会无视分组：写在环境里或写在 {...} 里，底色照样从那一页一直铺到文末（颜色本身怎么写，属于颜色那一页的内容）。第二，它只能涂一个平坦的矩形——放不下照片、logo，也放不下旋转的文字。本页余下的内容，几乎都是从第二条限制里长出来的。

\documentclass{article}
\usepackage{xcolor}     % \pagecolor lives here, not in the kernel

\begin{document}
\pagecolor{yellow!10}   % tints this page and every page after it
Text on tinted paper.
\clearpage
\nopagecolor            % back to plain paper
Text on plain paper.
\end{document}

那么，当想在正文下面放比颜色更复杂的东西时，究竟发生了什么？等到 LaTeX 知道一页里有什么的时候，这一页其实已经完工了：输出例程已经把一个大纵向盒子拼好，剩下的只是写出去而已，根本没有可以塞进去的「层」。内核给出的替代方案是一对钩子——shipout/background 和 shipout/foreground，其机制直白得近乎好笑。shipout/background 会在输出盒子的最前面插入一个零尺寸的 \hbox，于是它的内容最先被印出来，页面其余部分直接盖印在上面；shipout/foreground 则在最末尾追加一个，并抬回到角上，于是最后才印，从而盖住正文。PDF 里没有 z 坐标——落墨的先后顺序就是唯一的「深度」。两个钩子都会开一个 picture 环境，其原点 (0,0) 位于页面左上角，\unitlength 为 1 pt，所以往里面 \put 的纵坐标通常是负数。

有趣的是，这两个钩子比使用它们的宏包年轻得多。它们随 2020-10-01 版 LaTeX 才进入内核；在那之前，每个做背景的宏包都自行给输出例程打补丁，atbegshi、everyshi、everypage 这一串正是那段历史的遗存。它们如今仍能用，但已经变成薄薄的兼容层——everypage 的 \AddEverypageHook{...} 现在字面上就是 \AddToHook{shipout/background}{\put(1in,-1in){...}}，其中 1in,-1in 正好把原点从纸角向内、向下各移一英寸，也就是 TeX 传统的参考点。实际含义很简单：eso-pic、background 和 draftwatermark 最终都把材料放进同一个内核钩子。所以它们可以混用——也因此会为「谁先被印出来」而互相争位。

用 eso-pic 给每页铺图 — \AddToShipoutPictureBG

通用工具是 eso-pic。\AddToShipoutPictureBG{...} 会把参数内容画在此后每一页正文的下面，\AddToShipoutPictureFG{...} 则画在正文上面。Rolf Niepraschk 的这个宏包比内核钩子还老，在第 3 版里改用了这些钩子；它之所以长盛不衰，是因为它对「你想画什么」不作任何假设。带星号的 \AddToShipoutPictureBG* 和 \AddToShipoutPictureFG* 只作用于当前页——内部实现是：该页一输出，带星号的材料就被清空。想在中途停掉背景，调用 \ClearShipoutPictureBG（前景则是 \ClearShipoutPictureFG）。\AddToShipoutPicture 和 \AddToShipoutPicture* 是 BG 版的旧别名，行为完全一致。

钩子内部就是 picture 环境，所以用 \put(x,y){...} 来定位。eso-pic 默认把原点移到纸张左下角（默认开启的 pscoord 选项）；改用 \usepackage[texcoord]{eso-pic} 载入，原点就移到左上角，y 向下增长。每次都从角上数实在难受，所以宏包备了一批辅助命令：以纸张为基准的 \AtPageLowerLeft、\AtPageUpperLeft、\AtPageCenter，以正文区为基准的 \AtTextUpperLeft、\AtTextLowerLeft、\AtTextCenter，以及在 memoir 文档类下才起作用的 \AtStockLowerLeft 等。当前版本的 LaTeX 允许 \put 直接接受长度，所以可以写 \put(0,-\paperheight)；为此而生的旧包装 \LenToUnit 如今实际上只是个透传，仅为兼容而保留。如果坐标全靠猜，\usepackage[grid]{eso-pic} 很管用——它会在每页画出带标注的网格，单位默认为 gridunit=mm，也可选 bp、in、pt。

\documentclass{article}
\usepackage{eso-pic}
\usepackage{graphicx}

% one image stretched over the whole sheet, on every page
\AddToShipoutPictureBG{%
  \AtPageLowerLeft{%
    \includegraphics[width=\paperwidth,height=\paperheight]{background.jpg}}%
}

\begin{document}
The text sits on top of the full-bleed image.
\end{document}

如果想要的是画出来的底纹而不是照片，就把 tikzpicture 放进钩子里。这里方便的锚点是 \AtPageCenter，因为这样 TikZ 自身的坐标就从纸张中心向四周辐射，一切都可以相对 (0,0) 来推算。实际的工作流程是：定位期间一直挂着 grid 选项，定好之后再去掉。

\documentclass{article}
\usepackage[grid,gridunit=mm]{eso-pic}  % drop "grid" once the position is right
\usepackage{tikz}

\AddToShipoutPictureBG{%
  \AtPageCenter{%
    \begin{tikzpicture}
      \fill[blue!8] (0,0) circle (6cm);
    \end{tikzpicture}}%
}

\begin{document}
A soft tinted disc sits behind the text on every page.
\end{document}

如何只让背景出现在一页或封面上

答案是：用带星号的形式，并且写在那一页开始的位置。\AddToShipoutPictureBG*{...} 只对 LaTeX 读到这一行时正在拼装的那一页生效。所以封面背景要写在导言区或紧挨 \maketitle 之前；写得更靠后，它就落到当时恰好打开的那一页上去了。同样的道理揭示了 \ClearShipoutPictureBG 的一个陷阱：它是全局的且立即生效，因此在一页中途调用，当前这一页的背景就已经没了，而不只是下一页。如果当前页还要保留背景，请先用 \clearpage 把这页送出去，再清除。若背景要覆盖连续几页，标准写法就是：先用不带星号的形式开启，然后 \clearpage 加 \ClearShipoutPictureBG。

\documentclass{article}
\usepackage{eso-pic}
\usepackage{graphicx}

\title{Annual Report}
\author{A. Author}

\begin{document}
% starred form: the cover art lands on this page only
\AddToShipoutPictureBG*{%
  \AtPageLowerLeft{%
    \includegraphics[width=\paperwidth,height=\paperheight]{cover.pdf}}%
}
\maketitle
\clearpage
No background from here on.
\end{document}

专用宏包也各自提供了同样用途的捷径。background 用 firstpage=true 只作用于首页，用 pages=some 配合 \BgThispage 则可任选页面。draftwatermark 用 \usepackage[firstpageonly]{draftwatermark} 限定在第一页，并且可以在文档中途用 \DraftwatermarkOptions{stamp=false} 与 {stamp=true} 关闭和恢复水印。如果只是铺一张图，eso-pic 之上的薄封装 wallpaper 宏包很顺手：\CenterWallPaper{倍率}{文件} 居中放图，\TileWallPaper{宽}{高}{文件} 平铺，\ULCornerWallPaper 一类命令则贴到四角。更契合本节的是，这些命令都有名字里带 This 的「仅当前页」孪生版本，例如 \ThisCenterWallPaper。

background 宏包 —— 用 \backgroundsetup 声明式做水印

如果不想自己算坐标，Gonzalo Medina 的 background 宏包就是答案。所有设置都汇总到 \backgroundsetup{键=值, ...}，绘制交给 TikZ。只写 \usepackage{background} 就会启用默认值：一个红色系（color=red!45）的大号 Draft（contents=Draft），以 opacity=0.5 的不透明度、60 度角斜穿每一页中央。主要的键有 contents=（内容，可以是文字、\includegraphics 或图形）、color=（xcolor 的全部色域）、opacity=（0 为完全透明，1 为完全不透明）、angle=（逆时针，−360 到 360）、scale=、position=（TikZ 的节点定位语法，如 current page.center；传裸坐标时不要加括号）、placement=（center／top／bottom 三个预设）、nodeanchor= 与 anchor=，以及用于微调的 hshift=、vshift=。\backgroundsetup 在导言区和正文里都能调用，次数不限，因此可以在文中途换设计。

\documentclass{article}
\usepackage{background}

\backgroundsetup{
  contents={DRAFT},
  color=red,
  opacity=0.25,
  angle=45,
  scale=8,
  position=current page.center,
}

\begin{document}
Every page carries a diagonal DRAFT watermark. Compile twice.
\end{document}

有三个坑。第一，务必编译两次。background 的材料是一个带 remember picture, overlay 的 tikzpicture，锚定在 current page 节点上，所以它在纸面上的绝对位置依赖上一次运行写进 .aux 的信息。第一次运行会给出 LaTeX Warning: Label(s) may have changed. Rerun to get cross-references right.，水印要么错位要么不出现。第二，如果 contents= 的素材含有 LaTeX 命令，请通过 \backgroundsetup 指定，而不要写成 \usepackage 的选项——选项字符串的解析方式会让它出错。第三，pages=some 配合 \BgThispage 没有问题，但相反的命令 \NoBgThispage 不能用在双栏文档中：它的实现依赖 afterpage，而 afterpage 与双栏模式不协调。在双栏下，稳妥的做法是反过来——改用 pages=some，在需要背景的页面上调用 \BgThispage。

draftwatermark —— 一行做出 DRAFT 水印

如果只需要文字水印，Sergio Callegari 的 draftwatermark 是最短路径。写一句 \usepackage{draftwatermark}，每页中央就会出现一个大号灰色 DRAFT——默认值为 text=DRAFT、angle=45、scale=1、fontsize=0.25\paperwidth，颜色是 colormodel=gray 下的 colorspec=0.8。设置集中在 \DraftwatermarkOptions{键=值}：text=、angle=、scale=、fontsize=、color=（可带颜色模型，如 {[gray]{0.85}}）、hpos=／vpos=（或用 pos={x,y} 一次给全）、hanchor=／vanchor=（也可以像 anchor=lt 那样用字母连写），以及多行文字用的 alignment=。只有一个例外：firstpageonly 只能作为宏包选项使用，写成 \DraftwatermarkOptions{firstpageonly} 会得到 ! Package keyval Error: firstpageonly undefined.。只想标记首页时，请以 \usepackage[firstpageonly]{draftwatermark} 载入。

\documentclass{article}
% firstpageonly works only here, as a package option
\usepackage[firstpageonly]{draftwatermark}

\DraftwatermarkOptions{
  text=CONFIDENTIAL,
  color={[gray]{0.85}},
  angle=45,
  fontsize=1.5cm,
}

\begin{document}
Only the first page is marked CONFIDENTIAL.
\end{document}

这个宏包之所以存在，本身就是一段小历史。它的前身是 Jürgen Vollmer 的 draftcopy，用 PostScript 的 \special 来画水印，而 pdfLaTeX 无法解释这类指令；按手册的说法，与直接生成 PDF 的引擎不兼容，正是写 draftwatermark 的最初动机。因此现行版本完全不用依赖驱动的把戏，在 pdfLaTeX、XeLaTeX、LuaLaTeX 下表现一致。旧命令 \SetWatermarkText{...}、\SetWatermarkScale{...}、\SetWatermarkColor{...}、\SetWatermarkAngle{...}、\SetWatermarkLightness{...}（0 为黑，1 为白）为兼容而保留，但它们只是转发到 \DraftwatermarkOptions，新文档应当直接用键值形式。收尾阶段真正好用的是 stamp 一族：\usepackage[final]{draftwatermark}（nostamp 同义）可以在完全不动配置的前提下去掉水印；而 final 又是常见的全局文档类选项，所以 \documentclass[final]{article} 也能触发它。这个宏包的限制同样明确：draftwatermark 只往 shipout/background 里放材料，因此做不出压在正文上的印章。要叠在前景，或者要严格控制层叠次序，就得用 eso-pic 的 \AddToShipoutPictureFG、KOMA-Script 的 scrlayer，或直接使用 shipout/foreground 钩子。draftwatermark 甚至声明了自己在钩子内的次序：它要求排在 eso-pic 之前绘制，所以两者同时使用时，eso-pic 的图会压在水印上面。

该选哪个宏包，以及常见的卡点

实务上的顺序就是「从朴素的开始」：底色用 \pagecolor，文字水印用 draftwatermark，想要声明式的整洁配置就用 background；只有这些都不听使唤时，才下探到 eso-pic，用 \put 直接放置。而一旦需要把东西压在正文上方，可选项就只剩 eso-pic（或者 scrlayer、或者裸钩子）。

• 背景不出现，或位置不对 → background 要编译两次。用 eso-pic 时，先怀疑 y 坐标的正负（默认原点在左下）以及 \put 外面混入的多余空白。
• 本想只放在封面，却每页都有 → 用成了不带星号的形式。改用 \AddToShipoutPictureBG*，并写在 \maketitle 紧前面。
• 一清除，连当前这页也没了 → \ClearShipoutPictureBG 立即生效；先写一个 \clearpage。
• 想把水印压在正文上面 → 用 \AddToShipoutPictureFG。draftwatermark 和 background 都只做背景，做不到。
• 提交版想去掉水印 → \usepackage[final]{draftwatermark} 或 \DraftwatermarkOptions{stamp=false}；配置保留，水印消失。
• 走 DVI 路线（dvipdfmx / dvips） → 都能用，但颜色、不透明度和图片载入依赖驱动；eso-pic 另有 dvips 选项。

打印与文件体积：整页背景真正的代价

在屏幕上漂亮的整页背景，落到纸上往往是另一回事。先说物理约束：办公用激光和喷墨打印机没法把墨打到纸张最边缘。以为拉到 \paperwidth 就能出血的图片，拿回来时四边都带着几毫米宽的白框。如果确实需要出血印刷，就得用大于成品尺寸的纸张印刷再裁切——也就是说，正确的做法是让文档类或 geometry 提供带出血的纸张，而不是把图片继续拉大。第二项代价更朴素：在背光屏幕上看着温柔的淡色底，印在纸上就是整页的墨。慢、贵，而且通常比预想的更深。可读性同样要付账：背景越重，正文的对比度越低，所以水印的 opacity 稳妥的目标是「刚好能察觉」。

文件体积的表现，取决于背景是用什么做的，差别相当明显。用 \includegraphics 引入的图片在 PDF 里只嵌入一次，各页只是引用它；所以一份一百页的报告加上照片背景，体积也不过是「原报告 ＋ 一张照片」。用 TikZ 画的背景则不然：绘图命令会为每一页重新执行一遍，图形直接写进每一页的内容流，于是文件体积大致与页数成正比地膨胀。如果精细的矢量背景把 PDF 撑到了几 MB，解决办法很简单——把那张图单独编译成一个 PDF，再用 \includegraphics 引入。矢量质量照旧，而嵌入只发生一次。