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科研绘图经验分享

在正文开始之前,笔者有一句话不得不说,在刚开始学习进行科研绘图时,不找参考的人犯下了傲慢之罪!(其实就算有一定经验的,面对新的绘图需求也同样需要找合适的参考,其实就是去抄啊!),请灵活运用各种社交媒体和搜索引擎,包括但不限于具体的论文,浏览器图片,小红书,微信公众号,知乎,b站等等。找参考图不仅能给你的绘图带来一定的思路,也能侧面保障了绘图结果的可靠性。

科研配图为文字服务,需要与文字描述内容高度一致,视觉上一目了然,严谨且美观。

针对计算机方向科研论文中的图,笔者主观总结下来有 动机图(Motivation),框架流程图(Framework),数据分析图(Analysis),结果对比图(Comparison)四种。

  • 动机图:为什么要做?描述现有方法存在的问题,并且与我们的方法进行对比 / 举几个例子描述一下论文的灵感来源(先验证明)
  • 框架流程图:方法长啥样?精准的描述方法总体的框架,让审稿人理解方法的运作模式
  • 数据分析图:为什么有效?通过图表来证明方法内部的机制是合理的,例如反应参数敏感性图,消融实验可视化图等
  • 结果对比图:效果有多好?选择足够多和足够先进的方法和我们的方法进行可视化的对比

但无论是什么样的图,基本要满足 布局饱满配色合适格式一致 三个特征。

  • 草稿理顺逻辑

    一般在布局开始时,最好先想好这张图中所有的要体现的元素和逻辑,具体而言就是文字信息,图片信息,公式以及相互之间的逻辑。

    笔者个人习惯先将所有内容都先抽象成简单的形状和箭头表示出来,在草稿纸上绘制出它们之间的联系,此时不需要考虑美观性,重点在于:这张图表达的意图是否能完整体现?整张图内部的逻辑是否合理?

  • 双栏or单栏?

    论文一般都是左右两列,所以配图也一般是跨栏和单栏两种需求 (虽然也有非双栏的论文但是那种我没排过)。跨栏一般是横向长纵向短,单栏则相反。

    前面已经提到,配图服务于文字,因此要依据这张图在论文中的位置考虑好单栏排版还是双栏排版;如果不小心把纵向排的图放双栏或者双栏排的图放单栏就会发生字体超大或者超小的视觉悲剧。

  • 对齐对称饱满

    在草稿纸上画好大致的逻辑思路并且考虑好单双栏后,就可以打开绘图工具(具体使用见第二章节)进行操作了。

    笔者个人习惯先将所有要绘制的模块,文字,图片都先按照我们的草稿画出来放在界面上,因为是饱满布局,要是不小心漏了一个模块或者需要加上一个模块,后期调整起来是有点麻烦的。(实际写论文时这个概率非常高

    根据纵向和横向的需求对图片的排版进行调整,调整过程中尽量最重要的是对称和工整。举个栗子,如果模块之间是相同结构,只有细节不同,可以对称绘制;如果是互相促进,可以考虑圆形,三角形,五/六边形这样封闭式的结构排版;

    调整对齐尽量不要手调,又不够准确又多花时间,使用绘图工具的参考线和对其工具辅助!!

  • 美化微调布局

    排版完所有的元素,可能难免会有部分位置感觉有所空缺;这时候在 阿里巴巴图标库 上下载可以表达相应含义的icon图标,补充空缺,不仅补充了构图,更美化了整个页面。(例如表示重点可以用💡,🚩;表示效果的好坏可以用勾叉,笑脸哭脸等等)

配色其实不单单是为了美观,本质上还是为了区分信息,引导读者视线来提升图片的可读性。主要有以下几个点要注意:

  • 主色系,强调色

    一张图中的大部分模块,框架,文字的颜色为主色,这类颜色最好不要有太高的饱和度;可以直接去使用 配色网站 或者找现成的配色方案抄他们的色号,偷懒一点的话直接用绘图工具自带的配色中比较浅的同系列颜色(如下图所示);

    而强调色因为占比较少,可以使用正红(255,0,0)这样的饱和度超高的颜色来突出重点;

配色参考

  • 护眼配色

    遵循“浅底深字、深底浅字”的原则,这是最基础也是最有效的护眼方式,杜绝高饱和亮色搭配、同色系浅底配浅字、深底配深字这类反人类配色,否则读者需要费力眯眼识别内容,大幅降低阅读效率。

    以下为错误示范 (图片源自网络):

糟糕配色示例

  • 补救技巧

    当然,有些特殊情况,例如必须标注在图片里的文字,会需要让浅色字在浅色底上显眼,可以采用文字背景填充透明度约50%的黑色的办法实现;反之,深色字在深色底可以填充一个透明度约50%的白色。

    这个操作对于内容很复杂的图片也有奇效。(如下图所示)

图片文字示例

  • 信息区分

    使用颜色信息区分的级别有:画一个框然后写上文字(小模块不可再分)≤ 浅底色无边框模块组(多个小模块共用下层浅底色,形成整体区块)= 无填充有色虚线框模块组

颜色区分信息示例

高度统一的排版格式,才能让整体视觉更加规整,信息逻辑更清晰;虽然这个点非常繁琐,要非常有耐心去慢慢调整,但是它是提升整个画面的完成度的关键。

  • 字体字号统一:统一层级的信息要用完全一致的字体字号;比如统一用12pt的新罗马字体加粗;
  • 配色方案统一:同类模块用同样的色彩,即相同功能和相同层级的模块沿用一套配色逻辑;
  • 细节元素统一:图中出现的所有小元素(如图标、箭头、装饰符号)应保持风格一致,例如:
    • 图标统一使用同一套风格(如线性、面性、手绘等),来源尽量一致;
    • 箭头样式统一(如所有箭头线宽均为1.5pt,箭头形状一致,弯曲弧度j尽量相同);
    • 边框圆角统一(如所有模块圆角半径设为3pt或5pt,不可混用);
    • 阴影效果统一(如需使用阴影,保持角度、模糊度、颜色一致);
    • 元素间距统一(如模块之间的水平/垂直间距保持固定数值)。