Origin繪圖:3D散點(diǎn)圖如何繪制擬合線、如何給數(shù)據(jù)圖“化妝”
您潛心做科學(xué)實(shí)驗(yàn)!我潛心繪制曲線!您可以將文獻(xiàn)中的“帥圖”發(fā)給“編輯之譚”,譚編輯重現(xiàn)其繪制過程。今天譚編輯為數(shù)據(jù)圖“擬合”和“化妝”,瞬間提升論文水平!去看看!
對于國外SCI論文的投稿中,經(jīng)常需要提供一張摘要圖,那么有意識地培養(yǎng)自己的美術(shù)素養(yǎng),為枯燥的科學(xué)數(shù)據(jù)圖“化妝”、“美妝”、“靚妝”,瞬間提升論文的“吸睛力”,不僅可以提高審稿通過率,而且還能提高引用!
感謝北京的網(wǎng)友10天前留言提供了下面這張文獻(xiàn)圖,暫時(shí)不知道該圖的文獻(xiàn)來源(現(xiàn)在聯(lián)系不上他。您若知道該圖的文獻(xiàn)出處,非常感謝您在推文下方留言告知文獻(xiàn)出處。在后面的推文中,會(huì)注明圖的文獻(xiàn)出處)。另外,Origin2018提供了更高級的繪圖功能,本文采取Origin2018軟件繪制曲線圖。

圖1 來自文獻(xiàn)的圖
1 網(wǎng)友提出的問題
(1)怎樣擬合圖1B中的散點(diǎn)?
(2)怎樣添加半透明的分割面?
2 圖片數(shù)據(jù)
由于沒有該文獻(xiàn)圖的原始數(shù)據(jù),只能估計(jì)取值并新建數(shù)據(jù)(表1)

表1 圖1中的數(shù)據(jù)
表1中"p400"對應(yīng)于“PEGDA-400”,“pp400”對應(yīng)于“PEGDE-PEGDA-400”,其余注釋類似。
3 傳統(tǒng)繪制方法
采用傳統(tǒng)的繪制方法,可繪制3幅單獨(dú)的散點(diǎn)圖,為每個(gè)子圖“化妝”使科學(xué)數(shù)據(jù)圖片“生動(dòng)”起來。雙擊圖片中部空白區(qū)域,在打開的對話框中選擇“Background”選項(xiàng)頁,將“Color”下拉框中的“None”改為想要的顏色,此時(shí)漸變填充Gradient Fill被激活,可以修改模式Mode為“Two Colors”,再選擇2nd的彩色,確定即可生成豐富多彩的圖片。
對于國外SCI論文的投稿中,經(jīng)常被要求提供一張摘要圖,那么有意識地培養(yǎng)自己的美術(shù)素養(yǎng),為枯燥的科學(xué)數(shù)據(jù)圖“化妝”、“美妝”、“靚妝”,瞬間提升論文的“吸睛力”,不僅可以提高審稿通過率,而且還能提高引用!
擬合方法:分別點(diǎn)擊圖中的散點(diǎn),點(diǎn)擊菜單“Analysis”-"Fiting"-"Polynomial Fit",擬合結(jié)果如圖2所示:

(A)400 (B)700 (C)1000
圖2 傳統(tǒng)繪圖效果
傳統(tǒng)繪圖方式(圖2)中,如果保持每個(gè)子圖的縱軸、橫軸刻度范圍一致,也可以比較直觀地對比出3個(gè)系列(400、700、1000)的2種物質(zhì)(復(fù)合前PEGDA和復(fù)合后的PEGDE-PEGDA)的性質(zhì)。
在優(yōu)秀的論文中,每張圖片都會(huì)自己“說話”,即不用在正文中贅述也能向讀者“說”出結(jié)論,這就是科技圖表繪制的原則——“自明性”。科技數(shù)據(jù)圖通常包含重要的變化趨勢、性能對比、表征驗(yàn)證等信息,因此一張出彩的數(shù)據(jù)圖片需要在盡可能少的版面“圖說”盡可能多的“信息容量”。
圖2顯示出的“信息容量”主要有:
(1)各物質(zhì)的logσ均隨不同序列(400、700、1000)的增加而增大;
(2)各物質(zhì)的logσ均隨1/T的增加而減小,且可擬合;
(3)復(fù)合后PEGDE-PEGDA的logσ均比復(fù)合前PEGDA的提高。
傳統(tǒng)繪圖法的優(yōu)缺點(diǎn):
(1)繪圖簡單、快速等優(yōu)勢;
(2)占版面、欠直觀等缺點(diǎn)。
4 三維散點(diǎn)圖的繪制
4.1 設(shè)計(jì)思路
在傳統(tǒng)繪圖法(圖2)中,每個(gè)子圖分別對應(yīng)于400、700、1000三個(gè)序列。怎樣繪制3D散點(diǎn)圖,這需要將3個(gè)子圖按照圖3的方式編排。那么原來2D圖中的縱軸Y軸需要變?yōu)閆軸,3個(gè)序列需要新增為Y軸,即新增一個(gè)自變量y。

圖3 設(shè)計(jì)思路
4.2 數(shù)據(jù)處理
理清思路之后,利用3D Scatter圖繪制之前,需要新建一個(gè)數(shù)據(jù)表(請不要在原數(shù)據(jù)表中修改,這樣會(huì)破壞已經(jīng)完成的繪圖的),給表1中的每個(gè)系列數(shù)據(jù)中增加1列y1、y2、y3分別在表列中填充400、700、1000,并Set as Y。再將原數(shù)據(jù)的表列Set as Z。效果見表2。

表2 新增Y軸的數(shù)據(jù)表
4.3 3D散點(diǎn)圖的繪制
全選表中數(shù)據(jù),點(diǎn)擊菜單plot,在彈出的下圖中點(diǎn)擊“3D”工具欄中的第一個(gè)“3D Line+Symbol”,會(huì)繼續(xù)彈出具體的4種工具,選擇“3D Scatter”。如圖4。

圖4 3D散點(diǎn)圖的繪制工具
可繪制出草圖如圖5所示,但是每條散點(diǎn)都是Group群組捆綁狀態(tài),若需要靈活設(shè)置每條數(shù)據(jù)的圖例和顏色,則需要解除群組,點(diǎn)擊任意一個(gè)散點(diǎn),然后右鍵選擇“Ungroup”即可。

圖5 解除群組
圖例的修改切忌隨意,要有規(guī)律可尋。圖例本身就是一種圖形化的語言,是除了“圖文”標(biāo)注以外的另一種非常重要的“圖說”信息。為了使數(shù)據(jù)圖更加清晰,可將相同因素的散點(diǎn)采用相同的符號。該文獻(xiàn)圖的作者在繪制該圖時(shí),是花了一番心思的,將該圖設(shè)計(jì)并繪制得如此精致。從某種程度上說,科技繪圖藝術(shù)也可以反映作者在科研實(shí)驗(yàn)上的“鉆研”精神,因此該作者的這種精神值得我們學(xué)習(xí)。
例如本案例中,用▲表示PEGDA系列,用☆表示PEGDE-PEGDA;而采用不同的顏色區(qū)分400、700、1000三個(gè)系列;用相同的顏色將復(fù)合前、復(fù)合后的兩種物質(zhì)聯(lián)系起來。結(jié)果如下:

圖6 圖例符號的設(shè)置
4.4 散點(diǎn)的擬合
下面開始逐條擬合,點(diǎn)擊某條散點(diǎn)圖,點(diǎn)擊菜單Analysis→ Fitting→ Polynomial Fit→ Open Dialog... 或1<Last used>,如圖7所示。

圖7 散點(diǎn)的擬合菜單
但是,我們發(fā)現(xiàn)直接在3D Scatter圖中擬合,好像不可用,圖7中的“Open Dialog...”和“<Last used>”都是灰色的?;蛟S這也就是該網(wǎng)友遇到的同樣的問題(3D散點(diǎn)圖怎樣擬合?)
(已經(jīng)寫到了凌晨1點(diǎn),頂不住了,先洗洗睡了?。?/p>
那么,我們將圖2中的擬合數(shù)據(jù),重新建立數(shù)據(jù)表,并整理如表3所示。當(dāng)然,只需要臨時(shí)繪制圖2中的單獨(dú)的每個(gè)子圖即可,不需要層管理放置同一個(gè)繪圖區(qū),也不需要調(diào)整圖文、圖例,因?yàn)橹皇抢眠@一步驟預(yù)處理數(shù)據(jù)(擬合數(shù)據(jù))。這里可省略同一張子圖中兩組散點(diǎn)的4列擬合數(shù)據(jù)(兩列X、兩列Y)中的X擬合數(shù)據(jù),即共用E(X2)擬合數(shù)據(jù)(如表3中藍(lán)色塊的x列)。然后新增一列y并將y列所有行都填充相同的Y值(如400),這里一定要將擬合數(shù)據(jù)的所有行的Y值賦值,否則繪圖的擬合曲線不完整。類似地,處理700和1000系列的擬合數(shù)據(jù)。

表3 擬合數(shù)據(jù)的重新配置
然后選中表2中的所有數(shù)據(jù),點(diǎn)擊菜單Plot→3D Scatter(見圖4),即可繪制出草圖如圖8所示。

圖8 3D Scatter繪制的草圖
圖8中擬合曲線是由圓球組成的,散點(diǎn)也是球形,且堆在一起,這給圖例樣式的修改帶來麻煩,采用雙擊這些球形打開修改的方式已經(jīng)變得不好使了,有時(shí)候只能修改某個(gè)球的顏色。因此,我們一般在圖例框中雙擊圖例符號(這里是球形)修改,注意不是雙擊圖例后面的文字,如圖9所示。

圖9 圖例的修改方法
修改圖例文本:雙擊圖例框中的任意文本,在打開的對話框中刪除擬合圖例,修改圖文,如圖10所示。

圖10 圖例文本樣式的修改
添加參考線Drop Lines:雙擊圖例框中的圖例符號,在彈出框中點(diǎn)擊Drop Lines選項(xiàng)卡,勾選平行于X軸、平行于Z軸的?,可得到圖11的效果。

圖11 添加垂線的效果
半透明參考面的繪制,目前我還沒找到合適的方法,若廣大網(wǎng)友有解決的辦法,歡迎撰寫簡要的推文在“編輯之譚”發(fā)表(有稿酬哦?。?。
不過,譚編輯另辟蹊徑,有一個(gè)解決辦法!
采用圖11的方法,對擬合曲線設(shè)置Drop Lines,由于擬合曲線不是散點(diǎn),所以它的垂線將呈現(xiàn)一種平面,注意要設(shè)置為Dot點(diǎn)線、顏色要比曲線的顏色淺一點(diǎn),如圖12所示。

圖12 擬合曲線的垂線設(shè)置
得到最終的效果如圖13所示。圖13A是文獻(xiàn)圖,圖13B是“編輯之譚”重現(xiàn)演示圖。對比一下,兩者各有千秋。若一定要將圖13A的效果繪制出來,則需要借助CorelDraw或Adobe Illustrator等軟件,添加半透明的平行四邊形參考面,是可以實(shí)現(xiàn)的。在后續(xù)的推文中將演示這兩款繪圖軟件的相關(guān)技巧,歡迎您繼續(xù)關(guān)注!

圖13 文獻(xiàn)圖與演示圖的對比效果
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