神教程

【引言】

我們利用EXCEL繪制一張長圖。請(qǐng)坐好扶穩(wěn)，我們上車去【長圖汽車站】看看這張圖有多長？！圖中包含5個(gè)量3×3×3×2×2=108行數(shù)據(jù)，圖片長3173 px，寬376 px，長寬比約10:1。

Origin一張2D圖容納5個(gè)量的信息想破記錄嗎？
　

譚編

（華南師范大學(xué)學(xué)報(bào)編輯部）

在多數(shù)情況下，一個(gè)2D坐標(biāo)系中繪制一條曲線，只能呈現(xiàn)x,y兩個(gè)量的數(shù)據(jù)，若繪制多條曲線，也只能呈現(xiàn)x,y和某參數(shù)3個(gè)量；在3D坐標(biāo)系中至少可以呈現(xiàn)x,y,z和某參數(shù)4個(gè)量?？紤]堆積圖，后者3D坐標(biāo)系可以呈現(xiàn)5個(gè)量。盡管如此，3D坐標(biāo)系柱狀圖由于其視覺位錯(cuò)、相互遮擋等缺點(diǎn)導(dǎo)致其直觀性、準(zhǔn)確性等方面的表現(xiàn)力并不如2D圖。如何在2D坐標(biāo)系中呈現(xiàn)3個(gè)以上的量，通常讓人頭疼。

一位來自車企的工程師提出一個(gè)問題：能否在一個(gè)圖中繪制5個(gè)變量的數(shù)據(jù)？他給出的數(shù)據(jù)包括5個(gè)量：3個(gè)溫度(℃)、3種剩余電量(%)、3個(gè)倍率(C)、2種狀態(tài)(Discharge, Charge)、2種條件(start, end)的ΔV。共3×3×3×2×2=108個(gè)ΔV數(shù)據(jù)。

譚編構(gòu)思繪出的結(jié)果如下：

怎樣構(gòu)思繪制這張圖呢？下面是詳細(xì)教程。

下圖是Excel表，左邊是原始數(shù)據(jù)，包括很多個(gè)相同溫度、SOC以及充放電倍率條件下充電、放電在開始和結(jié)束時(shí)的電壓變化量。我們想要呈現(xiàn)的是電壓變化量隨這些因子的改變而變化的情況。

敲黑板了，譚編對(duì)原始數(shù)據(jù)的處理關(guān)鍵技術(shù)：

(1)設(shè)置一個(gè)偽自變量x，x=(1,2,3,…,n）

x沒有實(shí)際意義，可以理解為“序號(hào)”。

(2)設(shè)置三級(jí)間隔(空行)

將溫度0,25,45℃三組數(shù)據(jù)之間設(shè)置3空行作為1級(jí)間隔；將SOC的80%,50%,20%三組數(shù)據(jù)之間設(shè)置2空行作為2級(jí)間隔；將倍率0.3C,1.0C,2.0C三組數(shù)據(jù)之間設(shè)置1空行作為3級(jí)間隔。

為什么這么做？空行是用來“占座”的，它在繪圖中是一個(gè)空位，本文設(shè)置3個(gè)級(jí)別的占位，用于分類柱狀圖，即讓每一參數(shù)的柱子靠在一起，不同參數(shù)的柱子之間用占位間隔開。

(3)將start和end并列為YY

堆積條狀圖的數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)為XYY型。將start和end并列為YY兩列。這樣將原來108行數(shù)據(jù)調(diào)整為54行，discharge和charge逐行交替排列。

從Execl中復(fù)制調(diào)整后的數(shù)據(jù)，在Origin的新建表中粘貼，選擇XYY三列數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊下方柱狀圖工具，在彈出菜單中選擇“堆積柱狀圖”，具體步驟如下。

接下來，點(diǎn)擊橫軸刻度值的數(shù)字(20,60,80)，然后點(diǎn)擊鍵盤上的delete鍵！確定要?jiǎng)h嗎？刪！因?yàn)檫@個(gè)橫軸x是無意義的，只是序號(hào)。雙擊橫軸刻度線，在彈窗中勾選去除，將其隱藏。調(diào)節(jié)柱間距為0%(無間距)。點(diǎn)擊右鍵“添加文本”設(shè)置溫度、SOC、倍率等變量的數(shù)值。具體步驟如下：

最終效果如下：

對(duì)于圖中異常高的情況，可以設(shè)置斷點(diǎn)，將較矮的柱條增高。具體步驟如下：

效果如下：

通過方法一繪制的圖，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)2D坐標(biāo)系中包含5個(gè)量：T、SOC、Discharge/charge、start/end以及ΔE。柱圖層次分明，有1~3級(jí)間隔。堆積柱狀圖將start和end兩個(gè)條件的數(shù)據(jù)疊加起來，可以區(qū)分相對(duì)大小。但是，該圖在可讀性上還存在兩點(diǎn)不足：(1)柱條太細(xì)；(2)Discharge和charge兩種狀態(tài)混合在一起，不易區(qū)分。

怎樣改善？請(qǐng)看方法二。

為了避免方法一Discharge和charge的混合，我們?cè)O(shè)想將discharge的數(shù)據(jù)分布在橫軸上方，將charge的數(shù)據(jù)取相反數(shù)之后分布在橫軸下方。

從1.1的數(shù)據(jù)表復(fù)制一個(gè)副本，將discharge和charge的數(shù)據(jù)單列出來，設(shè)置2級(jí)間隔：

注意上圖中紅框所示，在Origin2018中可以直接在f(x)行輸入公式，如“-col(F)”是取col(F)列數(shù)據(jù)的相反數(shù)。如果在Origin8.5中，沒有f(x)行，但是可以通過菜單完成，具體地，選中F列后右鍵set column values彈窗中設(shè)置“-col(F)”回車即可。

選中DS和DE兩列數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊下方的柱狀圖菜單中的“堆積柱狀圖”即可繪制出Discharge的start與end的堆積柱條。然后選中CS和CE兩列數(shù)據(jù)，移動(dòng)鼠標(biāo)到選中列右邊緣，待疊放圖標(biāo)出現(xiàn)時(shí)，按下左鍵拖入剛才繪制的圖片中。但是我們會(huì)發(fā)現(xiàn)沒有任何反應(yīng)，不要以為沒有拖成功，千萬不要重復(fù)拖入，否則會(huì)有很多數(shù)據(jù)導(dǎo)入的，會(huì)暈菜的。此時(shí)雙擊縱軸在彈窗中修改范圍為-2~3.2，即可顯示出橫軸上下分布的柱狀圖。

經(jīng)過調(diào)整、添加引導(dǎo)線與文字、隱藏邊框線與刻度線等操作之后，得到如下所示的效果圖。

一般情況下，charge狀態(tài)下的ΔE或許并非負(fù)數(shù)，但我們?cè)谇懊鏀?shù)據(jù)處理時(shí)，人為地設(shè)置了相反數(shù)，可能與實(shí)驗(yàn)事實(shí)不符。能否將縱軸下半部分的負(fù)刻度值改為正數(shù)？

完全可以，點(diǎn)擊縱軸刻度值并雙擊，在彈窗中將【顯示-十進(jìn)制1000】改為“自定義”，于是會(huì)顯示更多修改選項(xiàng)，找到“符號(hào)”去除勾選，即可隱藏負(fù)刻度值。具體操作如下：

最終的效果圖如下：

方法二具有以下兩點(diǎn)：

(1)Discharge和charge對(duì)比明顯；

(2)橫軸移動(dòng)到圖中央(0刻度)，并隱藏刻度線和刻度值，避免了圖文重疊；

(3)縱軸的負(fù)方向增大且為正數(shù)，尊重了實(shí)驗(yàn)事實(shí)，避免了負(fù)刻度線引起誤會(huì)。

(4)圖例中4個(gè)單獨(dú)的圖例清晰明了，避免了方法一效果圖中的繁雜。

總之，如何將眾多變量的數(shù)據(jù)在一個(gè)2D圖中呈現(xiàn)出來，增加圖的表現(xiàn)力、說服力，這是一個(gè)綜合構(gòu)思的過程，是一個(gè)需要耗費(fèi)時(shí)間和精力、反復(fù)琢磨、反復(fù)修改美化的過程。