论⽂写作之画图⼯具
⼀、思想准备篇
⾸先开宗明义,从总体上把握科研写作的特点(⽆论在家与否)。
(1) 写论⽂不需要顺序进⾏,⽽且⼤概率是⽆法顺序进⾏的。别想着我先起个⽯破天惊的标题吧,如果想这样,可能⼀天过去了、你想破头改来改去也没有定好⽂章的芳名。
(2) 科研⽂章是⼋股⽂。不需要你从⽂章架构上去进⾏创新,跟你的同⾏保持⼀致即可。
(3) 写⽂章是⼀个多次迭代、逐步优化的过程,不要想着每⼀次都要把它写到最好。举个⽣活化的例⼦:写论⽂就像拿⼀个⽩萝⼘去雕花,⽼⼿都是⼀开始⽤⼑去切出形体轮廓,然后在每⼀轮中不断地去逼近最终形态,⽽不是上来就想着我先⽤⼑把花枝⼦上的刺刺雕出来吧。那样做的结果就是这块萝⼘废了。
(4) 写初稿时要⼀⽓呵成、抓⼤放⼩,千万不要精雕细琢。换句话说,要舍弃细节、⼀路狂奔。写作的耐性与信⼼就跟打仗⼀样,⼀⿎作⽓,再⽽衰、三⽽竭,⼀定要在短时间内迅速完成初稿。⼀般来说,学术论⽂⼀周,毕业论⽂10天⾜矣。
⼆、如何在论⽂中画出漂亮的插图?
论⽂⾥的插图是给读者最直观的论⽂信息,是最能明了的反映论⽂结果的形式。在这⾥我们将具体细说下论⽂⾥的那些图。接下来回答中的插图从⽤途上来分,主要分为两种类型:⼀是模型图,⼆是结果图/数据图。
模型图,就是把你的某种理论模型描绘出来。这种图形很重要,要求图形能准确⽆误地描绘出你的理论思想,必须得严格符合理论上的所有条件,否则那就是错误的。另⼀⾓度上就是美观的要求,你可以看到science或者nature上的⽂章⾥⾯的模型图那都是⾮常好看的,在准确⽆误的描绘了理论上的要求后,使图形⽣动,丰富是能给⽂章的档次加分的。能⽤什么软件画出那么些好看的图呢?下⾯将举⼏个常⽤的画模型图的软件吧:
1、Microsoft Powerpoint
⼤⼒出奇迹啊,插图最终效果跟投⼊的时间成本成正⽐,只要耐⼼好学多尝试,Office系列也是绝对不会让你失望的。
2、Visio
Visio属于Microsoft Office系列软件。对于熟悉Office的⽤户,很容易使⽤。Visio有多种绘图模版、⼯具,制作的图表范围⼗分⼴泛,可以绘制流程图、地图、企业标志等。Visio⽀持将档案保存为svg、dwg等通⽤⽮量图格式,因此受到⼴泛欢迎。
svg图3、Origin
Origin常被认为是数据处理软件,其实⽤它做模型图也是⼀个不错的选择。
4、LaTex&pgfplo
如果说没有⼈重视LaTex,那就是⼀件很不合理的事情。LaTex在学术界的流⾏程度之⼴是不容置疑的,你敢说你投的论⽂从来不⽤LaTex?期刊没有要求过你提交Tex源码?LaTex的插件pgfplot对于画图实在是强⼤的。
说完了模型图,不得不好好接着说这个数据图。作个不算恰当的⽐喻,模型图好⽐是你思想上的外⾐,那么数据图就是的思想的产物。所有的科研⼯作,都是从问题出发到结果的呈现这么⼀个过程。问题成千上万,有很多good ideas,然⽽答案却是珍贵的。我们解决了⼀个问题,求出了这个问题的结果,那么如何将结果更好的呈现出来,或者说,如何将结果⽤某种⽅式更加直观明了的说明?那就是绘图的重要性了。这种结果图⼤多数是曲线图,但还有各种数据分布图等等。每种软件都有⾃⾝独特的优势,每种主流软件也都有很多追随者,有的的确好,有的⼈也只不过是习惯。话不多说,就直接根据不同的软件给出⼀些栗⼦吧:
1、Mathematica/Matlab
这两款软件是不⽤多去介绍的,我想理⼯科的⼈再熟悉不过了,都是⼀个公司的。如果你说你没⽤过甚⾄没听过他们这“两兄弟”,我想你肯定不是个好的理⼯⽣,其功能的强⼤在于编程代码简单,默认出图漂亮,⾃定义性好,⽀持常见各种类型的画图,能导出丰富的格式,动态交互很强⼤,⽅便简单上⼿,⼏乎⼩编所有的数值问题,都靠他们解决。
2、Matplotlib
Matplotlib是python最著名的绘图库,它提供了⼀整套和matlab相似的命令API,⼗分适合交互式地进⾏制图。⽽且也可以⽅便地将它作为绘图控件,嵌⼊GUI应⽤程序中。它的⽂档相当完备,并且Gallery页⾯ 中有上百幅缩略图,打开之后都有源程序。因此如果你需要绘制某种类型的图,只需要在这个页⾯中浏览/复制/粘贴⼀下,基本上都能搞定。
3、Gunplot
gunplot 胜在免费、绘图效果清爽、专业认可,输出终端多样化,插值优化做的也不错,但学习成本不低。
4、ggplot
有⼈说这款软件是最⾼⼤上的,因为它画出来的图很好看,很精美。。很多⼈⾃从接触了这个软件也
确实是路转粉了。它的画图风格很⽂艺⼩清新。看论⽂的时候⽤ggplot2画图是⼀种享受,很擅长数据可视化!可惜的是功能不如matlab或origin等软件那么全⾯,画不出复杂的电路图也不⽀持三维⽴体图等,不过作为⼀个统计软件,已经很不错啦!
5、Origin
这款软件近些年的流⾏程度绝对不亚于前⾯的Matlab两兄弟,这是纯属作图的,在普通⼯科院系Origin就是专业论⽂绘图标配啊!功能丰富全⾯,多图层在2D数据处理上⾮常实⽤,3D的也不错。简单容易上⼿,但操作系统不太友好,易崩溃,只⽀持Windows系统。图层叠加+⽮量图输出+可视化操作就⾜以满⾜⼤多数⼯科⽣的基本需求啦!
6、WolframAlpha
神器中的神器,除了计算功能强⼤,画出的函数图像也相当优美,画函数图象的时候直接输⼊函数图像即可⾃动⽣成。
7、⼆维画图神器Grafeq
Grafeq(发⾳“graphic”)是⼀个直观、灵活、精确、全⾯的隐函数以及不等式绘图软件,这款软件只有2M⼤⼩,但是在画图功能上可以吊打mathematica、maple、matlab、originlab等软件。专注科学绘
图21年Origin好像还不能绘制隐函数图像。通过与这些安装⽂件在1个G⼤⼩的⼤型软件对⽐,可以看出Grafeq画图确实更加精确,其他软件既费时也不能更好的显⽰函数图像细节。
三、论⽂插图的⼏个原则
其实画图的软件可以有很多,不管是专业软件还是⾮专业的,只要⽤⼼不断摸索,都能从某些软件⾥画出你想要的插图。好论⽂⾥⾯的插图都是值得学习和模仿的。⼀个⾼⼤上的插图,必须要做到:
1. 符合理论条件,不能有违背事实或理论的细节(插图是理论模型或结果的另⼀种表达⽅式⽽已,并不能脱离或者违背这背后的理论结论);
2. 表达旨意清晰,不能有含义不清的图标或⽂本(插图是理论模型或结果是展⽰⽂章科研结果的直观信息,尽可能的让图⾥的任何信息都为有⽤的清楚的);
3. 描绘图形美观,尽可能描绘的图形⽣动且美观(在前两者的基础上,如何使⼀个平庸的图变成⾼⼤上的图,这步是很关键的);
4. 内容简洁,表达清楚,使读者不通过论⽂阅读就能了解⽰意图的含义;构图精致⼤⽅,⾊彩不花哨不刺眼,以清晰区分出线条为主。
论⽂插图的⼏个注意:
1. 位置。插图在正⽂中的位置,要求图随⽂⾛,先见⽂后见图,只可下推不能前移。前移的话,应该紧贴正⽂中提及图的段落。当正⽂中出现“如图×所⽰”时,在该段⽂字结束后接排图。对特殊规格的图,如在出现⽂字页插图排不下,可顺延⾄下页。
2. ⽂字处理。插图中⽂字以少为好,⽂字使⽤的原则是“能简则简”,凡能⽤正⽂和图注说明的,则在插图中尽量简化1这样既可使图⾯简洁、美观,⼜可避免不应有的错误。插图中的⽂字,所⽤的字号⼤⼩要同等。
3. 标⽬与标值。标⽬通常由物理量及相应的单位符号组成,尽量避免对物理量使⽤中外⽂的⽂字叙述表⽰法,单位也应按国标规定,⽤正体书写的国际通⽤单位字符标注。
4. 线条。插图的线条粗细应合乎规范,要防⽌线条过于粗状或过于纤细⽽影响美观,描绘要求⼲净利索,曲线要光滑,防⽌锯齿状。辅助线防⽌断线的现象,箭头要挺直并且⼤⼩⼀致。
5. 图题。图题指插图的名称(也称作图名),要求准确得体,确实反映插图的特定内容。简短精炼,但不能⽤泛指性词做图题,如“结构⽰意图”、“框图”,应具体写为“曲柄连杆的动⼒学⽰意图”、“测试和数据分析仪器框图”。每个图题前必须有图序,并以顺序编号。
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