搞定科研绘图

发布者:闫冰发布时间:2021-05-13浏览次数:328

1.前言

科研绘图包含两个方面,一个是将数据清晰的表达出来,即数据可视化。另一个方面是将实验逻辑表达出来,即合成路线或方案。前者决定了论文的严谨性和清晰性,后者则决定了文章的可读性。一个最简单的案例如下:

这是一个典型的文献思路图,他能够将文章的思路清晰的展现给读者,让读者能够很快的了解文章内容。

后者是一个典型的数据可视化,其本质上是通过不同的形式,如1维,2维绘图,通过单条或者多条曲线表达数据的趋势或者数据之间的对比。那么如何绘制这两种类型的图呢?下面将分别进行介绍。

2.实验数据的可视化

2.1 实验数据绘图示例:

在绘图前,首先要明确你想表达的信息是什么?例如,你进行了核磁测试,需要对单条曲线积分,通过不同的化学位移和相应的峰面积来判断合成的化合物结构的正确性。此时,你的图可能只需要一条曲线,并对每一个峰进行积分。如果是要比较实验条件的变化或者实验前后材料某一特征的变化,则每张图对应多条曲线,例如同一类材料的红外光谱图,从中发现共同的振动吸收峰等等。

单一曲线示例:

多曲线示例:

2.2 实验数据可视化软件:

常用的可视化软件有两个,一个是Excel,另一个是Origin,两个软件都可以实现数据的表达,但origin更专业一些。

下面简要介绍一下Origin软件以及相应的学习方法:

origin软件目前已经更新到2021版本,增加了强大的python接口,但我们所使用的绘图功能依然比较基础,下面我将展示一下origin能进行那些绘图工作。

基础2D绘图

多面板多轴绘图

统计图

等高线图

专业绘图

类别绘图

3D绘图

函数绘图

2.3 Origin软件学习:

看到上面的绘图,是不是有一种想学习的冲动呢?或者是感到以后要学习的内容过多而感到害怕?不必担心,网上有大量的软件学习资源,而且大部分图的绘制思路是相同的,只是你需要将数据放置到合适的位置而已。下面我来推荐几个学习资源,你可以一步一步学起来,很快你将会变成绘图专家。

  • Originlab官方学习资源

Originlab哔哩哔哩主页,这是Origin的官方账号,里面的教程应有尽有。

实话说,我没见过比这个更良心的教程了,里面的视频质量很高,全程没有一句废话,同时还是小哥哥小姐姐手把手教学,学习起来一点儿都不枯燥。

  • 阅读Origin的官方使用说明
    Origin软件为了方便大家使用,将英文版的使用说明汉化,我已经将其上传在实验室网络中心,你可以下载下来阅读。

3.实验流程绘图(逻辑)

3.1 实验流程图示例:

绘制这类图形的自我发挥可以很大,包括个人的审美等等。越高档次的文章,他的插图越是美观,下面这几个例子属于中等档次的文章,其图片形式简洁,思路清晰,我们自身也可以画这样的图。学习这一类图的画法,通常的方法是模仿,看得多,模仿得多,自己在画图的时候就能够做到“文思泉涌”。

3.2绘制实验流程图

绘制实验流程图涉及的软件较多,包括chemdraw, Adobe illustrator, Adobe photoshop, Powerpoint, Diamond, 3DsMAX, C4D等等。

  • chemoffice(chemdraw)

    作为化学相关专业毕业的同学,相信你一定用过chemdraw这款软件,但是并非每一个人都可以用的非常顺手,这款软件的功能非常强大,一定要多了解多学习。chemdraw这款软件学校已经购买,大家可以前往同济大学正版软件平台下载(software.tongji.edu.cn)。软件的学习教程可以前往哔哩哔哩搜索,应该有很多。

  • Adobe Illustrator

    AI是一款非常优异的平面绘图软件,因为其绘图是以矢量格式保存的,因此其绘制的图形非常清晰,不易失真。AI在广告公司用的很多,近年来越来越受到科研工作者的喜欢。哔哩哔哩上有很多教程,我比较推荐一个科研up主:Panda科研绘图

  • Adobe Photoshop
    PS软件我就不说了,想必大家无人不知无人不晓,PS在平面绘图方面没有AI灵活,但在色彩调整以及排版方面是非常不错的,因此简单的学习是非常有必要的。哔哩哔哩有很多教程,想看那个随自己~

  • Powerpoint
    PPT是大家用的最多,但是也是相对来说很陌生的软件。用PPT进行科研绘图看似奇奇怪怪,用了之后却大声道妙。那PPT都能画那些图呢?

    这只是冰山一角,PPT的应用非常广泛,许多视频可以直接在哔哩哔哩上进行搜索,我比较推荐一个UP主:Labgirls

  • Diamond

    Diamond是我们无机方向必须要学会的一个软件,Diammond开发的初衷是为了帮助教学,因为抽象的晶体结构很难在学生的脑海里浮现,而diamond就像是手中的积木一样,你可以一点一点的搭建起MOFs的结构大厦。
    同样的教程可以自己在各个搜索引擎寻找,我同样推荐一个B站up主:MOF铭铭

    这小伙子高产如奶牛,视频更新的非常快,最近这小伙子还跟歌唱区的几个人搞在一起,看上去其乐融融啊。人接触不同的圈子,所见到的世界也就慢慢不一样了,加油打工人!

  • 3Ds Max

    3Ds Max软件通常应用于游戏角色的建模或者三维动画建模,应用领域非常广泛。3Dmax灵活度非常高,基本是脑海里有什么样的构图,就能够用软件画出来。下面展示一些绘图案例:

    上面这些只是最基本的绘图方式,教程可以在哔哩哔哩上找,我推荐一个up主:YND科研绘图

  • C4D
    C4D的功能与3DsMAX类似,但是其软件安装包较后者小很多,对电脑性能的要求相对较小,而且配置起来也比较方便。感兴趣的话可以去搜索相关的教程,此处不再赘述。
    尾记:这是教程的结束,欢迎你加入215大家庭,我相信在我们一起的努力之下,我们一定能够在这里实现我们的人生理想,喜欢科研,热爱世界!预祝科研顺利~