工科SCI論文中各個(gè)繪圖軟件的使用方法及操作技巧,學(xué)術(shù)論文寫作

工科SCI論文中各個(gè)繪圖軟件的使用方法及操作技巧,學(xué)術(shù)論文寫作圖表設(shè)計(jì)是信息可視化的一個(gè)分支領(lǐng)域，是對(duì)信息進(jìn)行二次加工。SCI論文中的信息主要分為兩種數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)經(jīng)過或?qū)嶒?yàn)機(jī)理。數(shù)據(jù)是事實(shí)或觀察的結(jié)果，是對(duì)客觀事物的詳細(xì)具體表現(xiàn)出，通常一個(gè)詳細(xì)的數(shù)字比一個(gè)模糊的講法愈加具有可信度和講服力。但單純的數(shù)字本身往往不夠直觀，數(shù)據(jù)的價(jià)值需要通過比擬才能具體表現(xiàn)出出來，而比擬的方式有很多種。常見的比擬方式是通過圖表對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行展示，如長(zhǎng)度、寬度、面積、體積等。實(shí)驗(yàn)經(jīng)過或?qū)嶒?yàn)機(jī)理往往是復(fù)雜的，怎樣在有限的篇幅中將其講解清楚，考驗(yàn)了作圖人的功底。成功的圖表設(shè)計(jì)可使信息生動(dòng)起來。當(dāng)前常用的繪圖軟件包括Origin、Matlab、PowerPoint、Photoshop、3DMax等等，靈敏使用這些軟件會(huì)為圖表繪制帶來方便。本章著重講解各個(gè)繪圖軟件的使用方式方法及操作技巧，希望能為讀者帶來幫助。1.常用軟件在SCI論文寫作中，所有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果都需要通過圖表的方式直觀地表示出出來，包括論文中的實(shí)驗(yàn)經(jīng)過、反響機(jī)理。然而，大多數(shù)研究生在入學(xué)初期，能夠熟練使用的軟件很少，基本上就是Word、Excel、PowerPoint等最為常用的辦公軟件了。要想通過這三個(gè)軟件畫出一篇能被編輯或?qū)徃迦私邮盏目蒲姓撐膱D表或者插圖，是很有難度的。一邊懊惱自個(gè)以前沒有好好學(xué)習(xí)，一邊對(duì)著大?；蝽敿?jí)期刊論文的圖表、插圖驚嘆不已，腦海里浮現(xiàn)出一個(gè)大大的問號(hào)，怎么辦呢?本章將細(xì)致地介紹化學(xué)、材料領(lǐng)域制圖的常用軟件，通過本章的學(xué)習(xí)你將具體地了解到當(dāng)前科研領(lǐng)域中最為常用的軟件。通過對(duì)這些軟件的學(xué)習(xí),你將有時(shí)機(jī)把握怎樣制作一張精致華美、大方、直觀的SCI數(shù)據(jù)圖表或者示意圖，這是科研工作者的必備技能之一?！肮び破涫?，必先利其器〞，怎樣選擇與使用學(xué)術(shù)繪圖軟件特別關(guān)鍵。不同學(xué)科背景的研究人員會(huì)使用不同的軟件,但是基礎(chǔ)的繪圖思想與理念是相通的(這部分會(huì)在后面的章節(jié)講解)。理科背景的人員常使用Origin,工科背景的人員常使用Matlab，計(jì)算機(jī)背景的人員常使用Python，統(tǒng)計(jì)學(xué)科的人員常使用R語言，醫(yī)學(xué)背景的人員常使用Graphpad等。對(duì)于廣大化學(xué)、材料背景的科研工作者，常用的論文圖表繪制軟件包括Origin.Matlab、PowerPoint.Photoshop.3DMax等，在這里，我們對(duì)這五款繪圖軟件著重講解。表6.1列出了常用的五款學(xué)術(shù)論文繪圖軟件的詳細(xì)信息。除Matlab之外，其他的操作軟件都只需要界面操作就可完成繪圖經(jīng)過，盡管這些工具都很容易使用，但也存在一些缺乏。只需鼠標(biāo)操作，盡管非常便捷，但隨之而來的卻是靈敏性的喪失。你能夠改變字體、顏色和標(biāo)題，但受限于軟件所能提供的元素。只能由你去適應(yīng)這些軟件的操作規(guī)則、使用現(xiàn)有的圖表。而Matlab則需要通過編程才能完成繪圖操作。固然操作相對(duì)其他4個(gè)軟件來講更為復(fù)雜，但是卻提供了更多的靈敏性。軟件中有很多供研究人員繪圖使用的數(shù)據(jù)可視化函數(shù)(Function)或者程序包(Package)。尤其針對(duì)不同的數(shù)據(jù)集需要重復(fù)操作的情況，假如使用繪圖軟件可能需要從頭到尾將繪圖流程重新實(shí)現(xiàn)一遍。相比之下，通過代碼來處理數(shù)據(jù)就會(huì)愈加方便，由于只需略微改動(dòng)代碼就能夠解決不同的數(shù)據(jù)集。假如你充分把握代碼和算法，你可以以自已編寫函數(shù)設(shè)計(jì)圖表。表1常用的繪圖軟件1.1Origin作為工科生的必修課，Origin是每位科研工作者開場(chǎng)接觸科研工作時(shí)，都需要學(xué)習(xí)的軟件之一。高端圖表和數(shù)據(jù)分析軟件是科學(xué)家和工程師們必備的工具。Origin軟件是繪制圖表和數(shù)據(jù)分析的理想工具，在科技領(lǐng)域享有很高的聲譽(yù)。學(xué)會(huì)Origin，對(duì)于科研之路至關(guān)重要。Origin是國(guó)際出版界公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理與科學(xué)繪圖軟件。相比Matlab、Mathmatica和Maple等極其專業(yè)的數(shù)據(jù)分析與作圖軟件，它界面簡(jiǎn)單，操作容易，同時(shí)相比于機(jī)械式的Excel作圖，Origin提供了非常多樣的數(shù)據(jù)圖表制作樣式和自定義編輯。比方，能夠作坐標(biāo)軸截?cái)鄨D(斷點(diǎn))，雙橫坐標(biāo)圖，多圖層圖，并且能夠合并系列圖表等。Origin的優(yōu)點(diǎn)是功能豐富全面，多圖層在二維數(shù)據(jù)處理.上非常實(shí)用，簡(jiǎn)單畫圖容易上手，深切進(jìn)入學(xué)習(xí)之后曲線開場(chǎng)變得平緩。但是操作系統(tǒng)不太友好、易崩潰，只支持Windows系統(tǒng)，學(xué)習(xí)成本中等!推薦Origin9.1以上版本(見圖1)，功能較為齊全。不同學(xué)科的數(shù)據(jù)處理方式方法可能不同，但一些基本的數(shù)據(jù)表示方式方法是共通的，如散點(diǎn)圖、柱狀圖、直方圖和餅狀圖等。圖1圖1Origin9.1界面1.2MatlabMatlab作為重量級(jí)的數(shù)據(jù)處理軟件之一，面向人群主要為學(xué)術(shù)和科研單位，其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，為科研作圖帶來極大便利。Matlab是美國(guó)MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語言和交互式環(huán)境，主要包括Matlab和Simulink兩大部分。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等眾多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中。Matlab和Mathematica、Maple并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中的數(shù)值計(jì)算方面首屈一指。Matlab能夠進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)法、開創(chuàng)建立用戶界面、連接其他編程語言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號(hào)處理與通訊、圖像處理、信號(hào)檢測(cè)、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。Matlab編程效率高、用戶使用方便、擴(kuò)大能力強(qiáng)、語句簡(jiǎn)單、內(nèi)涵豐富、具有高效方便的矩陣和數(shù)組計(jì)算繪圖功能。但是使用時(shí)要有Matlab編程基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)難度較大。Matlab的一個(gè)特點(diǎn)是具有強(qiáng)大的繪圖功能，它提供了--系列的高層繪圖函數(shù)，使用者不需要太多考慮繪圖細(xì)節(jié)，只需要設(shè)定一些基本參數(shù)就能得到目的圖形。除此之外，Matlab還具有低層繪圖功能，能夠直接對(duì)圖形句柄進(jìn)行操作。此功能將圖形的每個(gè)元素(如坐標(biāo)軸、曲線、文字等)作為一個(gè)獨(dú)立的對(duì)象，系統(tǒng)給每個(gè)對(duì)象分配逐一個(gè)句柄，通過句柄能夠?qū)χ付ǖ膱D形元素進(jìn)行操作，且不影響其他部分。Matlab圖例見圖2。圖2.Matlab圖例1.3PowerPoint另外，有一個(gè)軟件使用頻率非常高，也非常重要，那就是辦公必備神器-PowerPoint，簡(jiǎn)稱PPT。我們一般以為PPT是拿來做演講或展示的工具，將工作分為一張一張地向別人介紹。其實(shí)，PowerPoint的功能是非常強(qiáng)大的，如此圖3、圖4(彩圖見書末插頁)是用PPT繪制的。圖3PPT制圖范例圖4PPT繪圖范例PPT的功能非常多，比擬熟悉的有扁平化的作圖，比方反響示意圖、機(jī)理圖等(見圖4)。在進(jìn)行SCI論文數(shù)據(jù)處理時(shí)，用好PPT能夠省時(shí)省力。通過添加圖形和文字，作出直觀易懂的圖片以解釋文章中用文字表示出不清的或不易懂的地方。在這個(gè)經(jīng)過中，比擬難的是素材、圖形、文字、顏色的選擇與搭配，華而不實(shí)切忌選擇過于鮮艷的顏色，淡雅為主;素材的選擇需根據(jù)詳細(xì)的機(jī)理或流程，注重直觀、形象;重要的地方應(yīng)以文字進(jìn)行標(biāo)記，字體的選擇以Arial和TimesNewRoman為主，選擇這兩種字體的原因是與論文正文保持一致，但根據(jù)需要，可以選用其他字體;制圖時(shí)，需合理調(diào)整圖、文字、素材之間的密集程度，進(jìn)而獲得高質(zhì)量的圖片。詳細(xì)的操作，還需要在實(shí)際應(yīng)用時(shí)根據(jù)自個(gè)的經(jīng)歷體驗(yàn)、理解以及想要表示出的內(nèi)容，獨(dú)立的探索，以構(gòu)成完好的操作體系。和Origin、Matlab一樣，PPT不僅能夠繪制二維的平面圖，可以以繪制三維的立體圖(見圖5)。PPT中實(shí)現(xiàn)三維圖形繪制的功能是“深度〞，“深度〞是PPT三維工具中的第一個(gè)參數(shù)。圖5PPT深度操作示意圖“深度〞就是圖形的厚度。畫一條曲線，添加一個(gè)深度，就實(shí)現(xiàn)了線到曲面的轉(zhuǎn)變。畫一個(gè)平面，添加一個(gè)深度，就可從二維平面圖形轉(zhuǎn)變?yōu)槿S立體圖形。詳細(xì)的操作方式如此圖6所示。首先，選中線或圖形，鼠標(biāo)右鍵單擊，在彈出的對(duì)話框中選擇設(shè)置形狀格式。然后于效果欄中選擇三維格式，對(duì)圖形添加深度，根據(jù)需要添加恰當(dāng)?shù)纳疃?單位磅)。添加深度之后，沒有立即呈現(xiàn)出三維效果,這是由于此時(shí)的圖形是垂直于電腦屏幕的一個(gè)投影圖，要看到三維效果，只需要隨意添加一個(gè)“三維旋轉(zhuǎn)〞一控制圖形在立體空間中的旋轉(zhuǎn)，即選中效果欄中的三維旋轉(zhuǎn)，輸入旋轉(zhuǎn)參數(shù)，并根據(jù)圖形的三維效果微調(diào)參數(shù)。在不熟悉3D制圖軟件的時(shí)候，PPT也是繪制三維圖形的有效方式方法。圖6PPT深度添加方式1.4Photoshop高質(zhì)量的SCI論文必需要有高水平的配圖。作為科研論文的核心之一，圖片的質(zhì)量不僅具體表現(xiàn)出出作者的作圖水平和科研水準(zhǔn)，還會(huì)影響到論文的整體質(zhì)量以及最終能否被目的期刊接收。Photoshop(PS)作為一款極為強(qiáng)大的圖片處理軟件，已經(jīng)普遍應(yīng)用到科研領(lǐng)域中。科研工作者們利用Photoshop來實(shí)現(xiàn)圖片的裁剪、組合、排版、上色、注釋等操作，不僅能使做出的科研配圖愈加美觀規(guī)范，還能通過制作精良的圖片提升論文的整體檔次。Photoshop是一個(gè)集圖像掃描、編輯修改、圖像制作、廣告創(chuàng)意、圖像合成、圖像輸入/輸出、網(wǎng)頁制作于一體的專業(yè)圖形處理軟件。AdobePhotoshop為科研人員提供了無限的創(chuàng)意空間，能夠從一個(gè)空白的畫面或以一-幅現(xiàn)有的圖像為基礎(chǔ)，通過各種繪圖工具的配合使用對(duì)圖像進(jìn)行處理，能夠提升圖像的內(nèi)涵及吸引力。PS作為一個(gè)強(qiáng)大的圖形制作工具，很多圖形或表格都是通過其進(jìn)行制作的，不過很多時(shí)候需要和其他工具進(jìn)行結(jié)合，比方PPT、3DMax、Origin等，先繪制好素材,再在PS中進(jìn)行組裝修飾，共同繪制圖表。PS的界面見圖7。圖7PS的界面1.53DMax3DStudioMax，常簡(jiǎn)稱為3DMax,是Autodesk公司開發(fā)的基于PC系統(tǒng)的三維模型制作和動(dòng)畫渲染軟件。3DMax強(qiáng)大的功能完全能知足大部分3D制圖的需要，不過學(xué)習(xí)成果較高，上手困難。3DMax在化工、材料領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，常被用于機(jī)理圖、示意圖的繪制。用3DM