【重磅】史上最全的论文图表基本规范


【前言】

这是我花了一周参考各种资料,自认为总结的最为全面的学术论文制作基本规范!我有点不要脸地说下,我研究生期间,一年半内发表过12篇SCI(E),其中一作9篇。但是之前想查看论文图表绘制的基本规范的时候,发现网上并没有比较系统的知识。所以,这几周我就花了很多时间查阅相关资料进行总结,算是边学习边总结。 所以,现在把我总结的资料推送给大家,一方面是希望也能帮助大家,另一方面也希望有经验的同学多多提看法,我总结的资料并不全准确,希望诸位能多多提意见,不仅能对其中的错误进行修正,还能提出某些论文图表必备的内容以完善该博文。谢谢! 我的名言就是:初生牛犊不要脸。望大家多多包涵!

【正文】

会议文章对图片质量的要求比较低,一般投了后基本都没有修改的机会,而杂志文章对图片质量的要求相当高,可能来回改几次才能满足要求。如果论文投稿前就达到了较高的质量,相信修改时会轻松很多。

以《Nature》期刊为例,作者的投稿主页(Submit manuscript)为: http://mts-nature.nature.com/cgi-bin/main.plex,然后点击instructions for authors,就可以进入作者的投稿指导指南,其中就有图表(Figures)投稿的要求,包括基本图表要求(General Figure Guidelines)和终稿图表要求(Final Figure Submission Guidelines)两个部分,如表1.5.1所示。

这里所说的图片包括两种类型:

1.使用设备或者仪器拍摄采集的图片,包括显微镜、扫描仪及摄像机等所拍照片;

2. 由数据先绘制成图表、再导出生成的图片,主要包括各种点线图、柱状图、饼图和各种统计图等。

通过总结分析发现,该图表规范主要涉及图表的设计、图片的格式、分辨率、颜色模型、尺寸等。我们下面分类对论文图表的基本规范进行讲解。

1)图片的格式与转换

好多同学就会冒出来说:“我好钟意.jpeg 或者.jpg 的。”但是这种做法并不可取,因为这两种格式包含的信息量相对较少,即便是可以转换为.tiff,质量也会因此而下降(部分图像信息也会丢失)。
那又会有好多同学冒出来说:“.eps等矢量图看起来好清楚啊。” 其实那和.tiff没有太大的区别,只要是满足分辨率就都可以。

下面我就带大家来弄清这些乱七八糟的图片格式。我们平时使用的图片主要可以从图片的显示上分成两大类:矢量图和位图。

1. 矢量图(Vetorgram):也称为面向对象的图像或绘图图像,在数学上定义为一系列由线连接的点。矢量文件中的图形元素称为对象。每个对象都是一个自成一体的实体,它具有颜色、形状、轮廓、大小和屏幕位置等属性。矢量图是根据几何特性来绘制图形,矢量可以是一个点或一条线,矢量图只能靠软件生成。

它的特点是文件容量较小,在进行放大、缩小或旋转等操作时图像都不会失真,和分辨率无关,适用于图形设计、文字设计、标志设计、版式设计等。矢量图可以缩放到任意大小和以任意分辨率在输出设备上打印出来,都不会影响清晰度。最大的缺点是难以表现色彩层次丰富的逼真图像效果。矢量图形格式也很多,如Adobe illustrator的*.ai、*.eps和*.svg、Auto CAD的*.dwg和*.dxf、Corel DRAW的*.cdr等。

表 1-5-2 常见矢量图类型的说明与比较


2. 位图(Bitmap):又称栅格图(Raster graphics)或点阵图,是使用像素阵列(Pixel-array/Dot-matrix点阵)来表示的图像。位图是由一个一个像素点产生,当放大图像时,像素点也放大了,但每个像素点表示的颜色是单一的,所以在位图放大后就会出现马赛克状。处理位图时,输出图像的质量决定于处理过程开始时设置的分辨率高低。位图的文件类型很多,如*.bmp、*.pcx、*.gif、*.jpg、*.tif、photoshop的*.psd等。

表 1-5-3 常见位图类型的说明与比较

矢量图与位图最大的区别是:它不受分辨率的影响。因此在印刷时,可以任意放大或缩小图形而不会影响出图的清晰度,可以按最高分辨率显示到输出设备上。
大多数的学术期刊要求图片为 TIFF 格式或 EPS 矢量图,并且要形成独立文件。所以,最好在图表转换成图片时,就将图片格式设定为*.tiff或者*.tif的位图、或*.eps的矢量图形式。

2)图片的分辨率

图像质量主要取决于图像的分辨率与颜色种类(位深度)。图像的分辨率(Image Resolution)是图像中存储的信息量,是每英寸图像内有多少个像素点,分辨率的单位为ppi(pixels per inch,像素每英寸)、dpi(Dots Per Inch,点数每英寸)。
这里可能又涉及到一个ppi和dpi的概念,dpi(Dots Per Inch,点数每英寸)是打印机、鼠标等设备分辨率的单位。这是衡量打印机打印精度的主要参数之一。一般来说,该值越大,表明打印机的打印精度越高。其实你不用多管,简单说来,一个相当于电脑屏幕的输出(ppi),一个相当于打印机的输出(dpi),你只要ppi设为1000,一般打印的分辨率就为1000dpi,两者在数值上是等量的。
如果想知道一张位图的图片分辨率,再Windows系统中可以右击该图片-选择属性-摘要-高级即可看到该图片宽度和高度的像素水平和垂直分辨率、位深度等信息。图片尺寸与分辨率、物理尺寸的计算关系如下:图像尺寸(垂直或水平像素数目)(pixels) =分辨率(dpi) × 实际物理尺寸 (inch)

大多数期刊对不同的图片也会有不同的分辨率要求,一般情况来说有三种(参考:http://art.cadmus.com/da/guidelines.jsp)如图1-5-1所示。 论文中的图片可以主要分成三种类型:halftone artwork、combination artwork和line artwork,每种类型的图片分辨率要求都不一样。平时我们绘制的图表所转换的图片就属于combination artwork,投稿时分辨率最好设定在600dpi及以上。

图1-5-1 不同分辨率要求的图片案例

但是表1-5-4并非就是论文投稿的图片分辨率设定标准,仅作参考,根据投稿期刊具体确定图片的分辨率要求。如表1-5-1中《Nature》期刊对图片分辨率的要求就是300 dpi及以上。总而言之,在不超出期刊投稿的最大文件大小下,尽量使用高分辨率的图片,以免引起退稿修订等不必要的麻烦。

3)图片的色彩要求

可能大家对RGB和CMYK两种图片颜色模式傻傻分不清。图片的色彩模式主要分为两种:RGB和CMYK,其中 RGB 用于数码设备上;CMYK 为印刷业通用标准。
由于人的肉眼有三种不同颜色的感光体,因此色彩空间通常可以用三种基本色来表达,这三种颜色被称为“三原色”。其中的原色是指不能通过其他颜色的混合调配而得到的基本色。以不同的比例将原色混合就可以理论上调配出所有其他颜色,而其他颜色不能调配出三原色。三原色包括色光三原色(red, green and blue, RGB,也被称为三基色)和颜料三原色(cyan, magenta and yellow, CMY),如图1-5-2所示。

图1-5-2 三原色颜色示意图

1. RGB色彩模式是工业界的一种颜色标准,是通过对红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)三个颜色通道的变化以及它们相互之间的叠加来得到各式各样的颜色的,RGB即是代表红、绿、蓝三个通道的颜色,这个标准几乎包括了人类视力所能感知的所有颜色,是目前运用最广的颜色系统之一。

2. CMYK是用于印刷的四色模式。由印刷四分色模式是彩色印刷时采用的一种套色模式,利用色料的三原色混色原理,加上黑色油墨,共计四种颜色混合叠加,形成所谓“全彩印刷”。目前制造工艺还不能造出高纯度的油墨,CMY相加的结果实际是一种暗红色。因此在彩色印刷中,除了使用三原色外还要增加一版黑色才能得出深重的颜色,其中K:定位套版色(黑色)(Key Plate(black) )。

多数期刊在稿件接受出版(Manuscripts Accepted for Publication) 阶段会要求图片为CMYK色彩,但现在很多期刊都是有网络版的,且RGB图比CMYK图表现出的效果好,色彩亮丽,更适合出现在网络上。而由RGB转变为CMYK模式容易,但是由CMYK模式转变为RGB模式,图像的表现力却会下降。所以很多期刊都逐渐接受RGB 颜色模式的图片。

4)图片的物理尺寸

虽然在投稿阶段并没有做出严格的要求。可在印刷排版时就会变得格外讲究起来。但是大家也不要过于担心,一般情况只会规定一下宽度,半幅(单栏)在7.5cm 左右,全幅(双栏)在15cm 左右,不同期刊的要求会略有差异。所以图表是单栏放置,尽量使图表大小控制在7.5cm以内;如果是全幅展示,尽量使图表大小控制在15cm以内。

5)图片的标注格式

通常期刊投稿都会对图片的标注格式有所要求,比如图表中坐标轴轴名、图例等。所有图表中的英文标注都使用Arial, Helvetica或Times New Roman字体,中文标注会使用“宋体”或“黑体”字体,其中“宋体”用于正文,“黑体”用于标题。
图表的尺寸最好设定成你想展示在印刷期刊的大小。 在这个大小下,图片标注最佳的字体大小为8磅,保证图表标注的字体不过大占用太多空间、也不过小导致无法读者看清。

6)图表的导出

以上所说的图片投稿要求,一般都可以在图表绘制完成时,使用图表导出、另存功能实现。大部分的绘图软件都具有图表导出功能,同时可以设定图表的导出格式、分辨率等。但是Excel作为最为常见的绘图软件,其中最大的短板就是本身不具备图表导出功能。对于Excel的图表导出,主要有两种方法(可以参考我们的博文:Execl 图表导出高清图片的方法):

(1) 使用Excel插件
国外的Excel插件-XL Toolbox,具有图表导出的功能,可以设置图表导出参数包括:“文件类型File type”、“分辨率Resolution”、“色彩空间Color space”、“透明度Transparency”(由上到下)等,尤其分辨率可以设定成96-1200DPI,还可以导出EMF格式的矢量图。但是需要注意:XL Toolbox插件在Excel非正常关闭情况下可能发生异常,有时需要重新加载!

XL Toolbox插件下载官网: https://www.xltoolbox.net/

(2) 借助图像处理软件
单个图表可以在Excel中存成pdf文件(选择图表后进行另存,在选项中选择图表);如果是多个图表组合,则在Excel中复制单个图表,回到Powerpoint,但是不要直接粘贴,而是用选择性粘贴(paste special), 然后选图片(增强型图元文件)(picture (enhanced metafile))或者图片(Windows元文件)(picture (windows metafile)),再将所有图表组合,并另存为pdf文件。

(a) 如果期刊要求tiff等位图格式,单个pdf文件可以通过Adobe Illustrator、Photoshop或Adobe Acrobat 转存成tiff文件,转存时可以指定为高分辨率(最高可达2400 dpi);多个pdf文件也可以用Adobe Illustrator或Photoshop组合起来再存成tiff,都可以任意指定分辨率。 不同的是Illustrator文件输出成tiff才指定分辨率,而Photoshop打开pdf文件时就会询问选择什么分辨率。

(b) 如果其他要求是eps等矢量图格式,那么通过pdf也可以实现转换。pdf文件是支持矢量图形的,这样即使期刊放大我们的图版也不会影响清晰度。如果期刊要求矢量图形需提供.eps文件,那可以用Adobe Illustrator、Photoshop或Adobe Acrobat或其他软件将PDF文件转存成.eps格式。

如果图表不是用Excel制作的,常用的绘图软件都有输出成多数软件可以识别的矢量图形格式,比如pdf,svg;或者是输出成位图(jpg,tiff)时可不可以指定高分辨率(尽量选择1200 dpi)。 
以matlab为例调整图表导出的分辨率,可以在图形编辑器里选择文件(file)->导出设置(Export setup)->渲染(Rendering)->分辨率(Resolution dpi)调为1200,然后导出(Export),保存为位图或者矢量图格式。

因为不同期刊对图片的要求相差很大,所以这篇文章只能讲解一些共性的、基础的知识,具体视投稿期刊而定,比如分辨率的设定等。学术论文图表不是只用Excel,Excel当然可以绘制一些简单的图表,但是更多专业的图表要使用R、python、Matlab、Origin、Sigmaplot、GraphPad等软件实现,这个内容,我会在后面的文章中继续讲解。谢谢。望多多交流!

本文转载自知乎作者张杰,链接:https://zhuanlan.zhihu.com/p/27162794

材料牛石小梅编辑整理。

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