论文图形设计---初学者教程.doc

论文图形设计 一位有名的教授曾经说过”Figures can tell all the story. So, if the figures are good, thepaper is quite readable, even it is written in Japanese.” 首先, 在这个文件中, 我们讨论一点轻松, 肤浅的东西, 论文的”面子”-也就是Figures. 那些更沉重的东西, Introduction, discussion什么的以后再讨论.这方面一本主要参考书是:E. Tufte, Visual display of quantitative information, Graphic Press.1. 图形设计的原理：图的目的是传达作者指定的信息. 因此, 图形设计应该基于这一原理 (E. Tufte):信息/印刷油墨 的比例最大(Maximize the Ink/information ratio)为什么？因为超过必须量的油墨：1）本身不传递任何信息2）干扰信息的传递 (稀释了有效信息), 不利于读者眼球迅速捕获需传递的信息。服从这个原理的图,显得最干净,表达有效而且有力.信息/油墨原理的推论.应该在主要, 关键信息处多耗费油墨; 在辅助位置少耗费油墨.人眼的运动习惯也和此原理相符: 人的视线下意识首先注意到, 并倾向于停留在油墨多的位置.2. 线图2.1 什么时候用线图？线图最适合传递具有如下特点的信息:连续性: 比如浓度, 体外培养细胞数量等随时间的变化. 反之, 不同试验分组 (空白组, 药物A组, 药物B组)的结果不应该用线图表示.累 计性:上一个点的数值要传递累计到下一个点. 比如: 人口数量-年度 关系可以用线图表示. 而 出生率 -年度, 拉肚子新发生率-月份,这种数据可能最好不用(但不是绝对不可以)线图表示 (去年出生多少人会累积到今年出生多少人吗? ). (B Gustavii, How towrite and illustrate a scientific paper, Cambridge Press)2.2 线图的构成框架轴线(Axes)尺度标记 (Ticks)尺度标注(Tick labels)图标题 (Legends)内容数据点线2.3 优化线图各要素2.3.1 框架图纵横比例应该是多少?首先, 大多数图应该是横向比纵向长, 称为landscape. 这样的图看起来有稳定感, 审美效果最好. 但是, 具体比例是多少, 则取决于具体情况.如果您需要传达的信息自身隐含了一个比例，则顺从这个比例。例如：如果需要表达一个在X方向和Y方向的分布，自然应该是1:1。则图形比例也应该是1:1。如果，您的信息本身没有明显的自然比例，比如大多数线图，光谱等等，则应该横:纵比例为1.1到1.5之间。那么，最佳的比例是多少？这个问题没有标准答案. 黄金分割比(1.618)自古以来就被认为是最美观的,很多国家的国旗都是这个比例. 但是，也有专著认为这个比例毫无道理 (E. Tufte). 但是，基本上所有人都同意,横纵比在1.5左右时,图是最好看的.请记住, 好看是个非常主观的东西, 因此请不要轻易接收本文的所有建议. 您自己才始终是最有发言权的人.什么时候应该用纵向图 (portrait type)?如果您要传达的信息集中在纵向, 而在横向上相对信息匮乏/简单, 那么可以把图设计成纵向超过横向. 常见的情况包括, 红外光谱中某个局部(或者色谱图的局部片段)的细微比较.2.3.2 坐标轴(Axes)应该用4根坐标轴线,还是2根?不同领域的作者有不同的习惯. 从信息/油墨比的原理出发,应该只用2根.有的现代医学写作教科书明确表明, 只须两根(B Gustavii), 形成一个右上角开放的线图.但是, 目前各种期刊(如nature,science)中,4个轴的封闭型线图仍是主流. 为什么?多余的两条轴把右上角封闭, 可以起到限制视野范围的作用. 人眼球会下意识地集中在图内部; 因此, 虽然多花了油墨, 却增加表达的力度.因此, 到底用几条轴, 没有标准答案. 他取决于您要传达的信息, 和您的设计理念. 这个权衡需要您自己来完成.坐标轴线条应该多粗?首先, 请回忆一下信息/油墨比例原则.您应该把油墨投放在您要表达的信息上, 这样这些信息才能突出, 才能抓住人眼球. (人视线倾向于停留在线条粗, 油墨密度大的位置)因此, 坐标轴这些辅助装置不应该消耗太多油墨, 因此应该稍微细一些. 我一般用1或者1.5 磅 (图片页面12 英寸宽). 相应的, 我要画的数据点和线则经常用2或2.5.2.3.3 坐标轴刻度 (Ticks)坐标轴刻度应该向内还是向外?这取决于您的图.向外的刻度, 不干扰图内部的信息, 使图的有效信息部分显得干净.向内的刻度, 可以引导读者视线投向图的中央, 也有利于传达信息.因此, 刻度的朝向, 再次, 没有标准答案.但是, 有的时候, 图的情况决定了刻度的朝向. 例如, 当你要在图里头画很多横线/竖线时(例如图本身就是柱状图), 最好不要把刻度设计为向内, 否则读者很难区分他们.刻度应该多密?刻度本身信息量很少(无论你把刻度画多密, 读者也不可能从中读出精确的x, y位置, 对吧.), 因此不应该消耗油墨使他太密. 一般主刻度最好不要超过6个.主刻度之内的更细小的分刻度(minor tick)一般也不要太多, 2-4个就足够了 (取决于主刻度密度).刻度应该多粗, 多长?参见2.3.2.刻度长度应适当, 当肉眼看过去, 坐标轴上如果有明显的”牙齿”出现, 就表明你的刻度可能太长了.刻度的起始, 和间隔.采用易读的起始位置和间隔长度.例如: 起始可以设计成 0 day到10 day, 2 hour 到8 hour, 但是尽量避免 7 sec 到13 sec, 31sec到47 sec 这种设计来挑战读者的算术能力.间隔最好是偶数, 例如间隔2, 4, 8. 或者设计成, 5, 10. 没有特殊理由不要采用奇怪的间隔, 如19 天, 7小时等.2.3.4 刻度标注(Tick labels) 和标题.应该用什么字体?首先了解一下英文字体. 英文字体可大体分为两种: Sans Serif 和 Serif.Serif Sans Serif (似乎不能显示字体?)注意:字母 S 的两个末端, 和f 的脚, 那种装饰性的 “钩子”状的东西叫做 Serif.有这些”钩子”的字体叫做 Serif, 没有的就叫 Sans Serif.我们写作最常用的字体: Times New Roman, 就是一种 Serif 字体. 另一种次常用字体, Arial 就是一种 Sans Serif 字体.Serif 字体: 有这些多余的”钩子”, 字体显得庄重. 但是消耗的油墨更多(稀释了有效信息), 因此(很多人认为)它相对不容易阅读. (一个比喻: 政府公文是不是套话废话多, 但是看起来无比正式? 但是怎么也读不懂, 记不住?)Sans Serif 字体: 干干净净. 信息/油墨比例很高, 因此最容易阅读. 但是看起来不够”死板”. (想想: 商店橱窗广告上是不是用一种手写的, 很儿童的字体? 为什么?)那 么到底应该用那个字体?基于信息/油墨原理和阅读难易性考虑, 我和我的group从来都用Sans Serif (Arial)字体. Nature上发表的所有图,其标注字体都是统一的, 使用的是一种非常接近 Helvetica的 Sans Serif 字体. 我们都知道,跟Nature学习当然是个不错的选择.但是, 也有人坚决反对这个说法 (E. Tufte). 那么,我的建议是, 除非你有充分的其他理由, 否则就使用 Sans Serif 字体进行图的标注.那么, 为什么不一切地方(比如正文)都用Arial字体?首 先, 你确实可以用Arial书写论文正文. 这不是个问题. 我所在大学的博士论文, 以及elsevier接收的稿件都有用Arial字体写的.人们对Times new roman 字体 (Serif)的偏爱, 一个主要原因是由于它是MS Word的默认字体.很多人因此认为它也就是”正规”字体. (Times new roman最初是英国Times报采用的字体, 因此说他正规也不全错).有趣的是, MS Word 2007版本中默认字体又变成了Arial (至少我用的这个版本是).字体尺寸应该多大?字体大小应该使读者能够容易阅读, 但是又不至于看起来很夸张.我常用的字体是: 图标题28, 坐标轴读数24, 图内部标注 22 或 24 (页面128.4 inch).字 体的选择也应该根据文字的内容有所调整, 如果标题字数非常少 (如: time/h), 则字体可以稍微大点.如果标题本身就很长(Concentration after intravenous injection (micromolar),就应该稍微缩小字体的尺寸.一个经验规则也许对您有所帮助:当您的图印刷到纸面上后, 图上的文字大小应该和周围的正文的尺寸相当.此外, 应限制一个图中使用的尺寸种类. 如果一个图内有多种不同的字体尺寸, 会使人眼睛产生疲倦感, 不是一种好的风格. 标注大写还是小写?应该首字母大写, 其他小写.大写字母的缺点在于, 他们都是方块字母, 长度, 宽度都一样, 因此不易阅读. 试一下这个: QBEHA qbeha2.3.5 内容数据点数据点是信息的精华, 应该不惜耗费油墨. 所以线条应该稍微粗一点. 如果坐标轴为1.5号, 数据则可以采用2.5号.表示符号的直径应该接近数据的标准偏差(如果没有专门的误差条).线线也是重要信息, 因此线条稍微粗一些. 至少应该比坐标轴粗.但是, 如果你需要画的图上有大量的起伏噪音, 会使你的图看起来比实际上更粗. 在这种情况下, 你应该仔细调整线条的”实际粗细”, 达到核实的最终”表观粗细”.应不应该选用彩色线条?如果不是必须, 则不要采用彩色线条. 理由如下:1. 读者和你论文的审稿人很可能阅读的是你文稿的复印件或者打印件. 并且很可能他们没有彩色打印机. 你彩图上的各种颜色线条, 打印成灰度后有可能失去反差, 导致难以阅读. 这对读者, 审稿人, 你本人都不好.2. 当只有两三条线的情况下, 基本上可以采用线型将他们区别开. 强行使用彩色是一种很无聊, 无效的行为. 杂志编辑并不欣赏对这种行为. 这对你不是有利因素.3. 彩色出版很贵, 一般出版一个彩图作者需要支付至少几百美元.3 用什么软件作图?你可以用任何软件, 只要能达到你的目的. 比如, 有一位十分挑剔的老板, 自己就用MS Excel (!), 并且作出的图质量很高.目前最流行的商业软件应该是Microcal Origin 和 Sigmaplot. 他们的功能都很强大, 超出了大多数人的需求. 因此, 你会任何一个就足够.4. 例子一个设计不恰当的图形img/img这个图(至少)有如下缺点:1. 比例接近1:1, 偏离黄金比