寫在前面

科研繪圖在國外已經非常流行，且被高度重視，國內科研人員也越來越重視科研方面的繪圖。

不少科研工作者，包括在讀的博士生、研究生等可能都有這樣的體會：千辛萬苦得來的實驗結果，不知道該如何展現給別人?

曾經有位論文審稿人在自己的博文中就寫道：“我審稿時看稿件的順序是題目、摘要、圖表、前言、參考文獻和正文”。古語云“字如其人”，現在講“第一印象”，說的都是形象、氣質的重要作用，規范的、高質量的圖片是發表高水平文章的必備條件。

今天就來介紹一些科研中常用的繪圖軟件。

1

Microsoft Visio

Microsoft Visio是Windows 操作系統下運行的流程圖軟件，它現在是Microsoft Office軟件的一個部分。

Visio可以制作的圖表范圍十分廣泛，利用Visio的強大繪圖功能繪制地圖、企業標志等。最主要還是用來畫流程圖、示意圖。

2

PowerPoint

啥，PPT也可以畫圖？

當然可以，絕對沒有逗你。可能很多人都不知道，PPT除了演示之外還有一個超級強大的功能就是畫圖。而且，如果后期調得好，圖的效果特別贊。

很多高質量的SCI文章，甚至包括Nature、Science和Cell之類文章中插圖，都是用PPT畫的。

PPT的優勢在于細節由自己掌控，學習成本低，個人發揮空間大。

PPT繪制的圖形

3

Origin

Origin是由OriginLab公司開發的一個科學繪圖、數據分析軟件，支持在Microsoft Windows下運行。Origin支持各種各樣的2D/3D圖形。Origin中的數據分析功能包括統計，信號處理，曲線擬合以及峰值分析。

Origin中的曲線擬合是采用基于Levernberg-Marquardt算法（LMA）的非線性最小二乘法擬合。Origin強大的數據導入功能，支持多種格式的數據，包括ASCII、Excel、NI TDM、DIADem、NetCDF、SPC等等。

圖形輸出格式多樣，例如JPEG，GIF，EPS，TIFF等。內置的查詢工具可通過ADO訪問數據庫數據。

origin繪制的圖形

4

Python與R

Python與R，這兩種語言的爆發式流行和發展，和這幾年火到爆的人工智能、機器學習等概念，以及如今已非常成熟的互聯網學習手段有極大的關系。

平心而論，個人以為Python非常適合作為編程初學者的第一門程序語言。

工科同學們接觸的第一門語言通常是VC或者VB，還有的會是Forturn或者Delphi，這都是非常棒的語言，功能十分強大，然而Python的特點是上手快，程序開發周期非常短，我想這在非計算機專業的工程類學科中而言，似乎更加重要。

R語言則是做數據統計分析最強大的工具了，在數據挖掘、數據分析等領域具有非常廣泛的應用。

正是由于用途廣泛、完全免費(開源軟件)，加上數不清的擴充庫、各種包，使得這兩款軟件的數據可視化能力異常強大。

Python繪制的直方圖

R語言繪制的圖形

5

Mathematica/Matlab

這兩款軟件是不用多去介紹的，我想理工科的人再熟悉不過了，都是一個公司的。

如果你說你沒用過甚至沒聽過他們這“兩兄弟”，我想你肯定不是個好的理工生，其功能的強大在于編程代碼簡單，默認出圖漂亮，自定義性好，支持常見各種類型的畫圖，能導出豐富的格式，動態交互很強大，方便簡單上手。幾乎小編所有的數值問題，都靠他們解決。

太極圖（作圖軟件：Mathematica）

多個裂紋引起的應力場分布（軟件：Malab）

6

Adobe Fireworks

有的時候，用Origin等軟件做出的一張圖不能說明問題，需要用多張圖進行排版組合，或者圖形重編輯(如在圖上增加文字說明和箭頭指向等)。這時候，許多同學習慣用Photoshop來解決問題。PS是個強大的圖像處理軟件，但其在圖形排版過程中，并不完美，尤其在圖形對象的定位、對齊等功能上，過多依靠肉眼來瞄準，不是很方便。

相比之下，另一款知名度沒那么高的軟件Adobe Fireworks就盡顯優勢了。FW最早是Macromedia公司出品的“網頁制作三劍客”中成員(其他兩個是Flash和Dreamweaver)，后來被Adobe公司收購。

從下圖中可以看出，當點選工作區中的某一個圖形元素后，可以很方便地通過屬性面板對其坐標進行定位和微調，而且FW的對其面板用起來也相當方便。更方便的是其同時支持位圖和矢量圖編輯，而且其默認文件存儲格式是PNG圖片——要知道PNG是一種無壓縮圖片格式，比Tiff格式圖片小，但清晰度一樣高。要知道，我們常用的jpg格式圖片，每一次打開-保存-關閉的操作流程，即便設置“圖片質量為100%”，依然也是會有壓縮損傷的。因此對于插入文檔中的Figure，PNG應該是完美解決質量與大小的最佳格式。

FW繪制的圖形

7

Latex

Latex是一種宏語言編程軟件，以排版的美觀和精致著稱，將格式和內容進行分離，避免重復性指令，可以自動編號和引用，對數學公式、外語、專業中的特殊符號很容易地插入，而且有精細化定義的繪圖功能。

Tikz是LaTex原生支持的圖包，可以畫論文中的插圖。用TikZ畫可以做到完美，特別是與LaTeX文檔的整體交互，比用一般繪圖軟件好得多。二維圖、三維圖、流程圖、示意圖都能實現。同樣的，缺點也是難度較高，入門需花時間。

Latex繪制的曲線圖

Latex繪制的結構圖

8

Adobe Illustrator

Adobe Illustrator，簡稱“AI”，是Adobe系統公司推出的基于向量的圖形制作軟件。最初是1986年為蘋果公司麥金塔計算機設計開發的，1987年1月發布，在此之前它只是Adobe內部的字體開發和PostScript編輯軟件。

Adobe illustrator是一種應用于出版、多媒體和在線圖像的工業標準矢量插畫的軟件，作為一款非常好的圖片處理工具，Adobe Illustrator廣泛應用于印刷出版、海報書籍排版、專業插畫、多媒體圖像處理和互聯網頁面的制作等，也可以為線稿提供較高的精度和控制，適合生產任何小型設計到大型的復雜項目。

ai繪制的論文插圖