在撰写科研论文时如何选择绘图工具？

引 言

上期，我们详细介绍了论文的入门，今天继续进入我们的第五期课程《如何撰写科研论文之及论文工具绘图篇》。作为文章内容的支撑，图表是最直接的整合数据的工具，能够更清晰地反映出研究对象的结果、流程或趋势。在发表论文的时候，审稿人除了关注论文内容和排版外，也会审核图表是否清晰美观。

可以说，图表能够代表论文的“颜值”，精确清晰的图表不仅能够更好地反映研究成果，更能让审稿人眼前一亮。利用绘图工具，不仅能够获得更多的模型模版，还能为大家缩短分析数据的时间，这样能够避免大家走很多弯路。

图片是一篇论文的门面，因为很多审稿人还有读者习惯从扫读论文的图片开始。所以制作精美的图片从一开始就能抓住读者和审稿人的“心”。学术论文中画图时要注意里面的基本要求，避免因“踩坑”而拒稿。

首先要达到专业性。这是因为图片是整篇论文的一个数据“压缩包”。所以我们需要用专业的方式展示图片，让审稿人和读者快速了解这些数据。虽然大部分期刊都没有规定图片的最大数量，但其为了确保每年发表论文的总数量，对论文的版面是有一定限制的。比如Nature发表的article类型一般规定不能超过3-4个图表。

（图片来源于2022年ISEF Regeneron Young Scientist Award获奖项目）

第二个要求就是条理性。现在实验分析或者其他数据分析都会有很多组的数据。怎么清晰归纳和展示每个组的数据非常重要。比如我们实验有三个工况时，就需要清晰表达三个工况的数据和其背后反映的规律。需要做到数据容易区分、反映的关系清晰可见、以及图片中的标识清楚。

独立性就是论文中的每个图都是一个独立的整体。当审稿人或者读者单独查看某一图片时不需要再仔细查看上下文就能够很清楚地明白图片的含义。如果图片解释不清楚，读者或者审稿人这时就需要在上下文中仔细查看具体细节，这个非常费时费力。需要让图片独立表达意思、保持图片的完整性、条件指示清楚。

可靠性是论文图片的基础。我们在审稿的时候，有些杂志会特意提醒审稿人实验分析中必须要有误差分析，这也是可靠性的一部分。需要做到展示数据的误差分析、清楚表达数据的获得条件、以及展示可靠的影响因素。

（图片来源于2022年ISEF 行为与社会科学组项目）

基于以上几点，机构科普一波在撰写论文期间能用到的绘图工具，希望能解决大家在绘图制表方面的问题。

最常用的就是Excel了，除了能很方便列出数据以外，还能画出建议图形来表示各个参数之间的关系。其优点可以很简单利用其自带功能来进行统计分析，比如曲线拟合、方差计算等等。但其缺点也比较明显，其画图一般比较简单，而且画的图以二维为主，比如曲/直线图、柱状图、饼图等等。

Origin是科研人员使用最广泛的一款软件，一般可以满足所有主要的二维以及三维图形，而且其可以个性化定制自己的习惯，从而缩短同类型图的时间。其操作界面简单易懂，对于初学者很容易入手。另外其中也自带直线、曲线拟合功能，可以很容易得到相关的统计分析数据。

Python自带的画图功能一般比“鸡肋”，因为需要通过编程来实现各种功能，需要对Python语言有比较充分的了解。但Python有很多公司或者网友制作的模块（或者可以说成插件，比如pyecharts、Seaborn），可以简单实现各种“炫酷”以及“无所不能”的定制图形，如下图所示。另外其还可以使用一个其他软件很少的功能，也就是动态图。但其缺点也很明显，其人机界面主要通过编程完成，这样用户体验就不如Origin那么方便了。

Matlab应该是使用编程语言画图中比较简单的一种，因为其中的画图模块基本上几行代码就可以搞定，而且其定制化可以通过界面来实现，总体来说过程比较简单。其基本上可以实现各种二维、三维图形的制作。另外其有一个非常“强悍”的功能，其可以对图像批量进行处理。

比如说我有大量的Excel数据，而且其中需要根据其中不同的类型画不同的图形，这样我们可以利用Matlab编程实现一条龙的服务，比如读取Excel数据、判断数据类型、画出图片、图片个性化定制、输出图片。所以一个程序可以自动实现成千上万张图片的自动处理。而且更重要的是，整个编程简单、不会需要专门的技能。

Tecplot是一款强大的数据分析和可视化处理软件，但一般不会用于简单的二维曲线图的制作。其主要处理大批量的数据，比如说其可以和FLUENT数值模拟软件接口，从而可以简单的实行大规模数值模拟输出数据的处理以及模拟动画的制作。

Prism作为一款经典的数据分析软件，具有八种不同类型的数据表，这些表针对需要运行的分析采用了不同的格式设置。Prism在界面设置上非常贴心地用非统计学术语为大家提供了多种数据分析方法使用指南，从常见的分析方法到高度特定的——非线性回归，t检验，非参数比较，单向，双向和三向ANOVA分析，列联表分析，生存分析等等，能够帮助大家找到最适合自己研究内容的分析方法。除此之外，Prism官网为大家提供了部分统计方法的保姆级视频教程，可以说是手把手教学。所以大家不用担心Prism的使用难度，InVisor小编个人觉得它是本文里几种绘图软件里面最容易操作的。

看完以上的介绍，希望大家对这几种绘图工具有大概的了解！大家可以根据自己的论文数据选择合适的绘图工具，并通过这些绘图工具得到清晰美观的图表，从而使自己的论文内容更加饱满。