无论是在整理实验数据、进行研究报告、还是撰写科研论文的日常工作中，“图片”都占据着重要的地位。 图片可分为展示实验过程和方法的“示意图”和展示实验结果的“数据图”。 图片作为信息最直观的视觉传达方式，其质量直接影响信息表达的效果。 因此，在写论文的过程中，往往会投入大量的精力在人物的制作和美化上。
“工欲善其事，必先利其器”。 本期《新科研》系列，我们将盘点凝聚态物理领域经常使用的几款绘图软件，并简单介绍一下各个软件不同方向的专业知识。 您可以选择您喜欢的学习和使用。 同时，不同的软件有不同的特点。 了解更多相关软件还可以为您将来可能面临的各种测绘需求提供解决方案。
当然，仅仅在一篇文章中，将每个软件的使用都介绍一遍显然是不现实的。 因此，本着“授人以鱼不如授人以鱼”的理念，在每个软件的介绍中都会给出该软件的官方网站、绘图示例以及一些有用的参考资料。 在阅读过程中，可以广泛参考。 总之，与仅仅罗列网上众多的科研绘图软件不同，本文可以作为科研绘图软件很好的参考和索引。
（本文将各种绘图软件大致分为“专业”和“非专业”，分类是根据软件是否是专门为科研绘图而设计的，而不是根据是否是专业软件来划分的。）
1.产地
官方网站：
说到科研绘图，首先想到的应该就是著名的《起源》。 Origin作为一款专业的绘图和数据分析软件，内置了100多种图表（如下图所示）可以直接使用。 其可视化的图形界面、简单的操作方法（可以直接双击图中的元素来改变相应的属性）、强大的绘图功能和数据分析功能，使其成为非常适合新手入门的软件，而且几乎专业刊物的首选。 标准软件。 使用该软件可以解决大部分数据图绘制问题，推荐学习。
Origin软件为学生提供免费中文版（仅限同时绘制12张图表）。 只要提供校园邮箱地址，就可以申请半年的使用期（过期后可以再次申请）。 该软件目前为全中文版本，并提供中文用户手册。 软件启动界面新增Origin Central，提供了很多绘图示例。 点击直接查看对应教程。 这些都为学习提供了极大的便利。
关于学生版的申请以及官方中文手册的下载，可以到Origin官方中文论坛查看：。
需要注意的是，Origin仅支持Windows平台，因此习惯使用Mac和Linux的朋友可能需要其他替代软件。
2.伊戈尔·普罗
官方网站：
Igor Pro 是一款用于数据可视化分析的集成软件。 它可以绘制高质量、可发布的图片，并被许多实验室使用。 与Origin不同的是，Igor的大部分操作都需要通过编程来实现（两者的区别可以类比Word和LaTex）。 这种操作方式使得Igor Pro有一定的入门门槛，但也给这款软件带来了很大的优势。 例如，使用程序指令可以在短时间内对大量数据执行相同的操作，消除手动重复，同时编程语言具有很大的可扩展性等等。 总之，这是一款非常优秀的数据处理和绘图软件，可以在Windows、Mac、Linux等多个平台上使用。 值得学习。
上图是Igor Pro的官方绘图示例。 您可以在官方网站上找到一些参考文档。 但由于软件和官方文档都是英文，而且网上中文教程很少，学习起来有一定难度。 幸运的是，今年5月，原物理学院毕业生贾小文老师出版了《Igor Pro实用教程：图表绘制、数据分析与编程》一书，详细介绍了Igor Pro的使用方法。 有兴趣的同学可以购买或借用。 学习。
3.Matplotlib
官方网站：
Matplotlib对于使用Python编程的同学来说应该很熟悉。 Matplotlib作为Python的第三方库，可以说是Python的标准图形包。 官方的介绍是画画软件官网，它“试图让简单的事情变得简单，让困难的事情成为可能”。 ”
虽然需要使用Python语言进行绘图，但其绘图功能与Matlab非常相似，因此如果您有Matlab绘图基础，应该可以很快上手。 再加上Python语言的简单性、可扩展性、全平台通用性，Matplotlib受到了很多人的青睐。
上图是官方图例。 您可以访问查看更多绘图示例。 Matplotlib作为一个非常成熟的第三方库，可以完成大多数类型图表的制作。 绘制的曲线也非常精美，而且支持LaTex公式的插入，给图表带来了很大的方便。
Matplotlib的官方网站提供了非常详细的用户文档（这也是很多成熟第三方库的特色）和参考书。 想要学习的同学可以轻松参考：。 即使你没有Python编程基础，半天也足够上手了。
4.PGF/TikZ
PGF/TikZ 是 Till Tantau 等人开发的项目，发布在 Sourceforge 开源网站：。 PGF是用来生成矢量图形的语言，TikZ是Tex环境下的宏包，实现了对PGF的封装。
众所周知，几乎所有的科研论文都是使用LaTex撰写和提交的，而LaTex保证了排版的标准化。 TikZ作为LaTex的宏包，在代码中引用即可直接使用。 它原生支持LaTex语法，可以与整个文档保持高度的一致性，对于排版强迫症来说是个好消息。
上图是使用TikZ绘制的图像。 如果使用得当，TikZ 可以用来绘制近乎完美的图表，但上手需要一定的时间，而且由于使用 Tex 进行编译，每次更改后都需要时间重新编译才能得到更新的图像。 网站提供了很多绘图示例，都带有源代码，可以直接在Tex中编译。网站还提供了很多其他参考文章，方便学习。 同时还有一款名为TikZEdt的软件，可以用来编辑TikZ图片并生成Tax代码，大大简化了使用流程。 这两个对于用户来说算得上是一个好消息。
5.Gunplot & GrafEq
Gunplot是一款比较小众的绘图软件，由Colin Kelly和Thomas Williams于1986年开发。这是一款基于命令行的绘图软件，可以在所有平台上使用。 主要用于绘制2D/3D图像和函数图像。 该软件结构紧凑，免费开源，绘图速度快但质量很高（如下图所示）。 有兴趣的同学可以尝试一下。 该软件的官方网站：。 关于这个软件，中文的学习资料很少。 马欢老师曾经在科学网博客上整理过一份完整的学习文档，价值很高，可以参考：。
GrafEq实际上并不是一个实用的科研绘图软件。 之所以提出它，主要是因为我想在本节末尾给您一些有趣的内容。 这是一款古董级功能绘图软件（官方网站：）。 2M大小的软件只包含一个功能：绘制“x^2+y^2=1”形状的二元方程或不等式。 但它的绘图能力远远超过了很多现代大型绘图软件，可以绘制很多其他软件无法完美绘制的图形。 下图是用该软件绘制的函数图像：x/sinx ± y/siny = ± xy/sin(xy )。 关于这款软件，Matrix67大师曾在他的博客中介绍过。 如果您有兴趣，可以前往：。
1.Matlab与数学
官方网站：
宇宙第一、第二计算器（排名不分先后）可以说是非常受欢迎。 之所以将它们归入非专业范畴，是因为这两款软件专注于数值/符号计算，绘图并不是它们的主要功能。 他们的绘图功能常常用于实时显示结果（例如编写计算程序或收集数据），很少有人将他们绘制的图片直接放在纸上。 关于如何使用，Matlab有很多参考资料，Mathematica有完整的帮助文档，无需进一步介绍。
2.微软PowerPoint和Visio
微软的PowerPoint确实是一个神奇的软件，人们总能在它身上发现许多稀奇古怪的用途。 在科研绘图方面，PowerPoint也是一个很棒的工具（官网：）。 与以往专业软件绘制数据图表不同，使用PowerPoint可以轻松绘制、拼接各种元素，完成原理图的制作（下图是仅用PowerPoint完成的流程图）。 也许更专业的软件制作的图没有更专业的软件制作的那么精美，但是门槛低。 几乎人人都会使用，随便打开就可以画画。 作为一般报告的插图制作软件是绰绰有余的。
Visio是一款专门的流程图软件（官方网站：）。 你可以用它来绘制项目流程等，如果使用得当，你还可以使用它的元素来拼接更复杂的原理图。 下图是微软官方的绘图示例。
3.Adobe Photoshop 和 Illustrator
官方网站：
Adobe的这两款软件堪称非常专业、功能强大的绘图软件。 即使很多同学不会使用Photoshop（简称PS），但也一定听说过它的名字。 ps主要处理位图。 它可以进行后期处理、美化、数据图排版、电镜图片着色、原理图制作、模型制作等，没有你想不到的，也没有它做不到的。
Illustrator（简称Ai）可能不太出名，但它确实是处理数据图形的强大工具。 因为它绘制的图像是矢量图像，因此不会因放大和缩小而失真。 Origin等软件生成的矢量格式的数据图可以放入Ai中进行个性化处理，达到想要的效果，并保存为高质量图片。 同时，利用AI绘制原理图也是一个不错的选择。
由于这两个软件非常庞大，功能也很多，想要完全掌握是极其困难的。 因此，建议具体研究相关案例，掌握常用功能，在需要的时候为自己所用。
4.3ds 最大
官方网站：
说实话，一年前，当小琪在科研绘图培训推广中看到3ds Max学习时，她感到非常惊讶画画软件官网，因为她只在建筑艺术学院同学的电脑上看到过这个软件。 这款来自Autodesk（没错，就是大家熟悉的CAD和Inventor的公司）的软件是一款专业的三维建模和渲染软件，很多一般的CG动画都是由它制作的。 据官方介绍，它“可以创造宏伟的游戏世界，布置精彩的场景实现设计可视化，创造沉浸式的虚拟现实体验。” 用它制作的图片通常如下所示。
当然，如果你用它来做科研绘图，你一定会得到一张具有完美三维效果和光效的模型图。 不得不感叹现在科研图的门槛越来越高，大家都疯狂的为了画一张好看的图来增加论文接受的概率，不惜一切代价……
以上就是《科研新作|科研绘图软件不全盘点》第二期的全部内容。
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