如何美化MATLAB和Python畫(huà)出來(lái)的圖
寫(xiě)在前面
俗話有句叫做：字不如表，表不如圖，意思就是圖可以最直觀最顯然的表達(dá)我們想要表達(dá)的信息，其升降趨勢(shì)一目了然；表其次，能夠看到數(shù)值，但是想要看出變化趨勢(shì)卻很困難(完全不可能看出一個(gè)復(fù)雜的周期性變化)；最次的是文字表達(dá)，可以用文字來(lái)表達(dá)其趨勢(shì)、周期、大小范圍，但是終究沒(méi)有具體的數(shù)值與更顯然、更直觀的圖來(lái)的好。
話雖如此，在作圖方面，一個(gè)好看的圖能夠吸引讀者的目光，甚至嘆之妙絕——“明明一樣的數(shù)據(jù)，我怎么做不出來(lái)這么好看的圖”；一個(gè)難看簡(jiǎn)陋的圖擱誰(shuí)都不想看第二眼，更何況從中分析出什么數(shù)據(jù)了。
所以我這里想要給大家分享的就是在做數(shù)模的幾年里，以及近期在實(shí)驗(yàn)室搬磚并閱讀大量文獻(xiàn)后的，一些對(duì)作圖上的想法。
為了照顧到采用不同的可視化軟件的人，這篇文章將分成兩個(gè)部分，一個(gè)是MATLAB，另一個(gè)是Python。這兩個(gè)部分的差別僅在于調(diào)用函數(shù)、代碼指令的細(xì)微差別，比如說(shuō)調(diào)整坐標(biāo)軸粗細(xì)，MATLAB用set(gca, ‘linewidth’, 1.1)而Python卻用ax.spines[‘bottom’].set_linewidth(2)這樣的差別。
具體我們畫(huà)好以后的圖，就以這個(gè)圖作為參考。
如何畫(huà)好一個(gè)圖？
反面教材
我們首先來(lái)看兩個(gè)反面教材，這兩個(gè)反面教材是我隨便搜“MATLAB作圖”后找到的博客或PPT上面截下來(lái)的，可以理解他們本意是僅僅教授怎么做圖，并不負(fù)責(zé)怎么做好看。但是其不認(rèn)真的態(tài)度還是讓我來(lái)做反面教材了，因?yàn)樗麄兙谷皇恰? 直接截圖！不是保存圖像！把MATLAB的大灰邊截下來(lái)了！！ ”
首先對(duì)于反面教材1，夸張的線寬、耀眼的藍(lán)色線條綠色底色，明顯的夕陽(yáng)紅配色。
然后反面教材2，加個(gè)網(wǎng)格說(shuō)明別出心裁，但是字體很難看，并且截圖就截圖吧露個(gè)大灰邊，還沒(méi)把截全。
如何避免出現(xiàn)以上這種情況?
最主要的一步：
**不要截圖！！**請(qǐng)點(diǎn)左上角“Save/保存”！！這樣子出來(lái)的圖就是白色底了，而不是預(yù)覽的灰色底。
其次，我們?cè)谧鲌D是一定要嚴(yán)格按照以下幾點(diǎn)來(lái)規(guī)范自身：
- 線寬合適，默認(rèn)的太細(xì)，最好是1.1；
- 字體調(diào)大，默認(rèn)的太小，最好是16；
- 散點(diǎn)內(nèi)部填充顏色要好看，不要刺眼，要手動(dòng)調(diào)RGB值設(shè)置顏色；
- 坐標(biāo)軸邊框也太細(xì)，一定要加粗到1.1；
- 一定要加上橫縱坐標(biāo)描述；
- 顯示出坐標(biāo)軸范圍要留出空隙，不要讓圖像緊靠邊框，且上下左右空隙相等。
下面我將詳細(xì)進(jìn)行描述。
對(duì)于MATLAB的作圖細(xì)節(jié)
首先我們已經(jīng)有了幾組數(shù)據(jù)
x = linspace(0, 3*pi, 40);
y1 = sin(x);
y2 = 0.1*x-0.5;
直接畫(huà)出來(lái)是如下圖所示，所有顏色、線寬都是默認(rèn)的。看上去也還行，但是未免也太“空蕩”、“簡(jiǎn)陋”了，缺少設(shè)計(jì)感。
所以，下面我就直接說(shuō)明怎么修改了：
對(duì)于線條部分
加粗線條寬度到1.1，線條顏色為黑色(切記)，加上散點(diǎn)，散點(diǎn)內(nèi)部填充顏色。所以加上一下代碼：
plot(x, y1, 'ok-', 'linewidth', 1.1, 'markerfacecolor', [36, 169, 225]/255)
hold on
plot(x, y2, 'ok-', 'linewidth', 1.1, 'markerfacecolor', [29, 191, 151]/255)
上面的散點(diǎn)內(nèi)部填充顏色marker face color后面跟的值是我從博客上找的好看的顏色，網(wǎng)址https://www.icoa.cn/a/512.html。一般我找顏色都是這樣子找，找到特別好看的顏色然后把他們的RGB值放上去。所以三個(gè)值就分別代表red, green, blue。后面的255代表歸一化，因?yàn)镽GB最高255。
所以目前做出來(lái)的圖就是下面這樣子，不得不說(shuō)，好看很多了，圖像變得更加清新、美觀。因?yàn)榇旨?xì)適中的線條與恰當(dāng)?shù)念伾钅軌蜃ト搜矍颉?
但是這樣一比，坐標(biāo)軸就有點(diǎn)單調(diào)了，而且右上角的圖例好小啊，整體就顯得線條圖像與坐標(biāo)軸不是一個(gè)風(fēng)格的，所以下面我們就需要修改坐標(biāo)軸配置。
修改坐標(biāo)軸
我們需要把坐標(biāo)軸加粗，字體加大，字體改成Times New Roman，讓線條不要緊靠邊框，留一些“呼吸”的余地。
axis([0, 3*pi, -1.2 1.2])
set(gca, 'linewidth', 1.1, 'fontsize', 16, 'fontname', 'times')
然后就大功告成了！
不過(guò)你們肯定會(huì)有一個(gè)疑問(wèn)，為什么要加大字體、加粗線條？
因?yàn)槲覀冊(cè)陔娔X上單獨(dú)看圖像與放到文章中看圖像的感覺(jué)是不一樣的，在文章中，線條太細(xì)會(huì)讓眼睛看起來(lái)很難受，無(wú)法直接抓住目光，這個(gè)圖像就成為了背景板被忽視掉。而加粗線條就會(huì)讓整個(gè)圖像突出一些，配上好看的配色，就能夠直接吸引目光，成為亮點(diǎn)。太粗的線條反而會(huì)讓人感覺(jué)墨水撒了一樣。
同樣的，字體一般來(lái)說(shuō)需要和文章字體大小差不多，我選的這個(gè)參數(shù)是按照我的經(jīng)驗(yàn)比較萬(wàn)用的。
以上就是修改一幅圖，讓其變得更加好看的步驟。
所有的代碼為
clc, clear, close all
x = linspace(0, 3*pi, 40);
y1 = sin(x);
y2 = 0.1*x-0.5;
y3 = cos(x+pi/2);
figure
% 黑色實(shí)線, 圓圈標(biāo)記, 線寬1.1, 標(biāo)記內(nèi)部填充顏色從網(wǎng)上找好看的配色
plot(x, y1, 'ok-', 'linewidth', 1.1, 'markerfacecolor', [36, 169, 225]/255)
hold on
plot(x, y2, 'ok-', 'linewidth', 1.1, 'markerfacecolor', [29, 191, 151]/255)
% 設(shè)置坐標(biāo)軸范圍
axis([0, 3*pi, -1.2 1.2])
% 坐標(biāo)軸邊框線寬1.1, 坐標(biāo)軸字體與大小為T(mén)imes New Roman和16
set(gca, 'linewidth', 1.1, 'fontsize', 16, 'fontname', 'times')
xlabel('Time (s)')
ylabel('Displacement (m)')
legend('sin(x)', '0.1x-0.5')
下面則是對(duì)于Python的作圖指令的介紹。
對(duì)于Python的作圖的細(xì)節(jié)
基本原則和上文中的一樣，只不過(guò)對(duì)應(yīng)的操作要更麻煩一點(diǎn)：
from
matplotlib
import
pyplot
as
plt
import
numpy
as
np
x
=
np
.
linspace
(
0
,
3
*
np
.
pi
,
40
)
y1
=
np
.
sin
(
x
)
y2
=
0.1
*
x
-
0.5
plt
.
figure
(
figsize
=
(
12.5
,
10
)
)
# 線條顏色black, 線寬2, 標(biāo)記大小13, 標(biāo)記填充顏色從網(wǎng)上找16進(jìn)制好看的顏色
plt
.
plot
(
x
,
y1
,
'-o'
,
color
=
'black'
,
markersize
=
13
,
markerfacecolor
=
'#44cef6'
,
linewidth
=
2
)
plt
.
plot
(
x
,
y2
,
'-o'
,
color
=
'black'
,
markersize
=
13
,
markerfacecolor
=
'#e29c45'
,
linewidth
=
2
)
# 字體設(shè)置: 字體名稱(chēng)Times New Roman, 字體大小34
font_format
=
{
'family'
:
'Times New Roman'
,
'size'
:
34
}
plt
.
xlabel
(
'Time (s)'
,
font_format
)
plt
.
ylabel
(
'Displacement (m)'
,
font_format
)
# 設(shè)置坐標(biāo)軸 x范圍0~3*pi, y范圍-1.2~1.2
plt
.
axis
(
[
0
,
3
*
np
.
pi
,
-
1.2
,
1.2
]
)
# 橫縱坐標(biāo)上的字體大小與類(lèi)型(不是xlabel, 是xticks)
plt
.
xticks
(
fontproperties
=
'Times New Roman'
,
size
=
34
)
plt
.
yticks
(
fontproperties
=
'Times New Roman'
,
size
=
34
)
# 整個(gè)圖像與展示框的相對(duì)位置
plt
.
subplots_adjust
(
left
=
0.19
,
right
=
0.94
,
bottom
=
0.13
)
# 調(diào)整上下左右四個(gè)邊框的線寬為2
ax
=
plt
.
gca
(
)
ax
.
spines
[
'bottom'
]
.
set_linewidth
(
2
)
ax
.
spines
[
'left'
]
.
set_linewidth
(
2
)
ax
.
spines
[
'right'
]
.
set_linewidth
(
2
)
ax
.
spines
[
'top'
]
.
set_linewidth
(
2
)
plt
.
show
(
)
做出來(lái)的效果如下所示。
總結(jié)
以上就是所有內(nèi)容，作圖的美觀著實(shí)是一個(gè)很考驗(yàn)審美的問(wèn)題。我現(xiàn)在看我一年前畫(huà)的圖簡(jiǎn)直是不要再尷尬，但是那時(shí)的我看兩年前的我也是覺(jué)得很辣雞，因?yàn)閷徝涝诓粩嗟刈兓Ｕf(shuō)不定一年后再看我現(xiàn)在的作圖風(fēng)格也會(huì)覺(jué)得很難看，誰(shuí)知道呢？但目前為止這的確是一種比較好看的風(fēng)格了，相對(duì)于普通人的作圖水平來(lái)說(shuō)。
所以希望我的這篇文章對(duì)大家有所幫助，如果喜歡的話麻煩來(lái)個(gè)關(guān)注，點(diǎn)個(gè)贊，加個(gè)收藏，謝謝！
很考驗(yàn)審美的問(wèn)題。我現(xiàn)在看我一年前畫(huà)的圖簡(jiǎn)直是不要再尷尬，但是那時(shí)的我看兩年前的我也是覺(jué)得很辣雞，因?yàn)閷徝涝诓粩嗟刈兓Ｕf(shuō)不定一年后再看我現(xiàn)在的作圖風(fēng)格也會(huì)覺(jué)得很難看，誰(shuí)知道呢？但目前為止這的確是一種比較好看的風(fēng)格了，相對(duì)于普通人的作圖水平來(lái)說(shuō)。
所以希望我的這篇文章對(duì)大家有所幫助，如果喜歡的話麻煩來(lái)個(gè)關(guān)注，點(diǎn)個(gè)贊，加個(gè)收藏，謝謝！
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