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如何在论文中画出漂亮的插图?

Discussion in '知乎日报' started by 漂亮的石头, 2016-09-27.

  1. 漂亮的石头

    漂亮的石头 版主 Staff Member

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    日报标题:想在论文中画出漂亮的插图,介绍一个利器

    [​IMG] 知乎用户,校招没人要

    遇到安装问题的请尝试 Anaconda 这个 Python 发行版。下载安装后直接使用即可,它几乎预装了所有要用到的科学计算及可视化的库。

    有盆友在评论里说希望能有完整的教程,确实就这个答案来说,离实际使用还有很大的距离,网上相关的中文资料也不多。不过真要写起来这个答案也装不下,况且写在这个问题下也不是很恰当。等到那天我有专栏了再说吧,到时候也许会写一个关于可视化的系列教程。


    强烈推荐 Python 的绘图模块 matplotlib: python plotting 。画出来的图真的是高端大气上档次,低调奢华有内涵~ 适用于从 2D 到 3D,从标量到矢量的各种绘图。能够保存成从 eps, pdf 到 svg, png, jpg 的多种格式。并且 Matplotlib 的绘图函数基本上都与 Matlab 的绘图函数名字都差不多,迁移的学习成本比较低。开源免费。如图所示(题目描述中的图在最后):

    (以下图片均引用自 Thumbnail gallery

    像这种普通的函数图象:

    [​IMG]

    plt.fill(x,y1,'b',x,y2,'r',alpha=0.3)

    以及这种 Scatter 图(中文不知道该怎么说……):

    [​IMG]

    plt.scatter(x,y,s=area,alpha=0.5)

    精致的曲线,半透明的配色。都显出你那高贵冷艳的 X 格,最重要的是只需一行代码就能搞定。从此以后再也不用忍受 Matlab 以及 GNUPlot 中那蛋疼的配色了。

    想画 3D 数据?没有问题(不过用 mayavi 可能更方便一些):

    [​IMG]

    ax.plot_surface(X,Y,Z,rstride=8,cstride=8,alpha=0.3)cset=ax.contourf(X,Y,Z,zdir='z',offset=-100,cmap=cm.coolwarm)cset=ax.contourf(X,Y,Z,zdir='x',offset=-40,cmap=cm.coolwarm)cset=ax.contourf(X,Y,Z,zdir='y',offset=40,cmap=cm.coolwarm)

    四行代码你就能拥有(后三行是画坐标平面上的等高线,严格的额说还是一行)。

    除此以外,不过你是矢量场,网络还是什么奇葩的需求都能够搞定:

    [​IMG]

    plt.streamplot(X,Y,U,V,color=U,linewidth=2,cmap=plt.cm.autumn)plt.colorbar()

    [​IMG]

    plt.triplot(x,y,triangles,'go-')plt.title('triplot of user-specified triangulation')plt.xlabel('Longitude (degrees)')plt.ylabel('Latitude (degrees)')

    [​IMG]

    ax=plt.subplot(111,polar=True)bars=ax.bar(theta,radii,width=width,bottom=0.0)

    这还没完,Matplotlib 还支持 LaTeX 公式的插入,当别人画的图还是这个样子的时候(以下图片引用自 Matplotlib Tutorial(译)

    [​IMG]

    你能够把它变成这个样子:

    [​IMG]

    如果再搭配上 IPython 作为运行终端(这张图是自己的~):

    [​IMG]

    简直就是神器啊,有木有!

    心动不如行动,还等什么?

    (奉上教程一篇 Matplotlib Tutorial(译)

    Update: 2013-9-18 18:04

    经@许铖同学提醒,再补充一句,matplotlib 还可以话 xkcd 风格的图呦~

    [​IMG]

    (图片引用自网络)

    此外结合 IPython Notebook 后更多精彩内容,请看 http://nbviewer.ipython.org/

    Update: 2013-9-19 20:04

    如果嫌安装麻烦并且恰好在 Windows 系统下的话可以尝试 Python 的一个发行版 winpython - Portable Scientific Python 2/3 32/64bit Distribution for Windows

    Update: 2013-10-1 23:45

    鉴于@van li 同学质疑 matplotlib 是否能画出题目中所示的图像,我在这里将题目中的图像用 matplotlib 画出来如下:

    [​IMG]

    代码在此处:https://gist.github.com/coldfog/c479124328fc6bb8b789

    [​IMG]

    代码在此处:https://gist.github.com/coldfog/5da63a6958fc0a949b52

    2014.5.10 更新

    看到楼下有人说配色好看,唉……那我也贴几个吧……只不过当初限于篇幅没有写而已。

    首先,Python 有一个专门的配色包 jiffyclub/brewer2mpl 路 GitHub,提供了从美术角度来讲的精美配色(戳这里感受 ColorBrewer: Color Advice for Maps)。

    此外还有一些致力于美化绘图的库,用起来也都非常方便,比如 olgabot/prettyplotlib 路 GitHub

    废话不多说,上图就是王道。

    (一下图片来源网络)

    [​IMG]

    [​IMG]

    [​IMG]

    有人可能会说需要复杂的设置,其实也不用。比如上边这幅图,只需要多加一个参数就好:

    cmap=brewer2mpl.get_map('RdBu','diverging',8,reverse=True).mpl_colormap,

    楼下说到统计绘图。嘛 seaborn (https://github.com/mwaskom/seaborn) 是一个调用 matplotlib 的统计绘图库,上图:

    [​IMG]

    代码一行,后边的几乎都是一行,没做其他设置,默认就这样。我就不贴其他的代码了:

    g = sns.jointplot(x1, x2, kind="kde", size=7, space=0)

    [​IMG]

    [​IMG]

    [​IMG]

    [​IMG]

    [​IMG]

    这还有个更炫酷的可交互式的绘图,大家自己戳开看吧 http://nbviewer.ipython.org/github/...r/s0_getting-started/s0_getting-started.ipynb

    哼哼,完爆了吧~~~~\(≧▽≦)/~

    阅读原文
     
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