插图的分类及其各类的介绍

2023-07-08 理论教育版权反馈

【摘要】：插图应与论文的内容密切相关，应能协助读者理解论文的主旨和研究结果。我们以论文实例2中的Fig.2和一篇报道新型固液相变太阳能热储存材料与技术的论文中［8］的Fig.3为例，来说明设计和作图的注意点。饼状图主要用于研究对象的统计分析，显示其各组分的含量关系。图6-3 饼图，显示2009年各国已经承诺的对绿色环保所作的投入［9］2.线图例如机械图、电气图、流程图、示意图等。

插图应与论文的内容密切相关，应能协助读者理解论文的主旨和研究结果。所以，科技论文的图除了内容务必正确外，应该简明易懂，主次分明，组织紧凑，画面清晰，尺寸适当。否则的话，插图不仅没有达到效果，只会适得其反地造成读者的困惑。

插图大致可以分为数据图、线图、图片等几类。

1.数据图

最常见的展示数据的图有坐标图、直方图，以及饼状图。

（1）坐标图（line graph，折线图）。坐标图主要用来显示不同变量之间的变化关系和变化趋势。我们以论文实例2中的Fig.2和一篇报道新型固液相变太阳能热储存材料与技术的论文中［8］的Fig.3（d）为例（见图6-1），来说明设计和作图的注意点。

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图6-1 坐标曲线图（见附录三彩图）

（a）各晶体的循环形变应力-应变曲线，取自论文［2］Fig.2；
（b）模拟固/液界面传播（曲线）及与实验结果（点）的比较，取自论文［8］Fig.3（d）

①坐标轴，标目及标值。

（i）确定横坐标和纵坐标。通常的习惯是使用横轴表示自变量（实验中可控制的变量），纵轴表示因变量。横轴由左向右，纵轴由下向上递增数值。例如，图6-1（a）展示的是循环应力-应变响应曲线，所以横坐标设为实验中可控制的变量—累积应变，纵坐标为相应的应力振幅。坐标轴的物理意义用标目加以说明。坐标同时有量和单位，两者间应该用“/”分隔或把单位放在括弧“（）”中。例如，图6-1（a）的纵坐标的标目为应力振幅σ，以MPa为单位，以“/”分隔；横坐标的标目为累积应变e cum，没有单位。图6-1（b）中坐标的标目以文字表示（分别为Time，Position），单位（分别为s，cm）放在括弧中。注意，变量的字母［见图6-1（a）］应该用斜体字，对于复单位变量（如密度的单位为千克/米3）单位之间应留有空格，如kg m-3。

（ii）选取合理的坐标轴区间，务必使图的内容合理、舒适地分布在整个图上。例如，图6-1（a）中，循环形变实验起始于零点，终止于累积应变50。为了明确显示应力振幅达到饱和后，在很高的累积应变下仍保持不变这一特性，取横轴区间为0～50。综观各晶体循环形变过程中的应力振幅，最大值约为37 MPa，所以取纵轴区间为0～40 MPa。一般坐标轴应加原点。

（iii）标值设置间隔合理，标值不宜过密或过疏。前者造成读者目不暇接，后者使读者难以得到曲线上点的相应数值。

（iv）直接使用从测试设备上得到的曲线图时，要特别谨慎地处理。因为这些曲线图往往由计算机自动按照实验数值的范围选取一定的标值，不仅可能把标值选在任意小数上，而且不同样品之间坐标轴区间也可能不同，很难进行相互比较。解决的办法是，论文作者取得原始数据后对数据进行整理，重新作图。好在目前有各种电脑制图软件（如Excel、Origin等软件），很方便论文作者自己作图。

②曲线标识。

作者既可以通过选用不同的线型（实线、虚线、粗线、细线等）以及曲线点的形状（圆点、方点、菱形等）来区别不同的曲线，也可以直接在曲线上标记。要注意避免标识喧宾夺主。图6-1（a）中采用了在曲线上直接标出晶体编号，同时给出晶体编号所对应的晶体取向，而图6-1（b）中不同条件下的模拟曲线采用了不同的颜色来标记，分别与同样条件下的实验点的颜色相对应。

注意，实验数值的误差范围应该用误差棒来标识，如图6-1（b）中的实验数值点上都标有误差棒。

（2）直方图（histogram/bar diagram）。直方图（也称柱形图）主要用于显示变量的对比关系。例如第一章中的图1-3显示医学界1977—2015年间各年份发表论文总数用了直方图，而每10万篇论文中被撤回的论文数用了折线图。

直方图的一大优点是能比较相互间独立的变量的数值。在那篇报道新型固液相变太阳能热储存材料与技术的论文中，［8］作者用一张柱形图（文献中Fig.2（h））显示了石蜡和三种不同Fe3 O4修饰的石墨烯纳米微粒掺入量的复合石蜡的固液相变热函、熔化温度，以及凝固温度等三个量的测定结果，见图6-2。图的设计别具匠心，以三种颜色的柱形分别显示这三个物理量，而四组三色柱形分别显示采集自四种不同材料的结果。让读者直观地理解了复合石蜡中Fe3 O4修饰的石墨烯纳米微粒掺入量对热储存量的影响。

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图6-2 柱形图方便地比较四种材料的三个物理量，取自论文［8］Fig.2（h）（见附录三彩图）

注意，当需要强调个体数据时，例如医学论文中展示患者个体的数据，折线图往往比直方图更加适宜。

（3）饼状图（pie diagram）。饼状图（见图6-3）主要用于研究对象的统计分析，显示其各组分的含量关系。

图6-3是2009年伦敦G20会议前气候变化专家预计G20各国（不包括巴西，俄罗斯，南非，土耳其）已经承诺的在未来几年中对绿色环保的投入。［9］从这张图中读者可以非常直观地得到这样一个信息：中国所承诺的对环保的资金投入，约占所有已承诺的环保总投入的一半。

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图6-3 饼图，显示2009年各国已经承诺的对绿色环保所作的投入［9］（见附录三彩图）

2.线图（drawing/schematics）

例如机械图、电气图、流程图、示意图等。机械图、电气图，以及流程图提供了结构或实验的直观信息，使用非常广泛。而示意图可以把比较繁复的结果或理论模型设想等信息归纳浓缩总结在一张图里，便于读者理解。

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图6-4 论文内容图，取自文献［12］（见附录三彩图）

内容图（Graphical Table of Contents）最近十来年，不少重要知名期刊，例如美国化学学会的不少期刊，要求作者提供科研论文的内容图，或者用于论文摘要的开首以及期刊目录栏（如ACS Nano期刊［10］）；或者用于期刊在线网络版（Table of Contents Image，如《化学物理学学报》（Journal of Chemical Physics期刊）［11］等）。内容图的目的是吸引读者，让读者不需要阅读论文正文，在浏览期刊目录时便能迅速得到对该论文的关键内容的视觉印象，从而选择继续阅读论文全文。这种内容图通常不带解说词，所以要求论文作者既要牢牢抓住论文的主要结果，又要明确显示论文结果的实现途径和理念。图6-4就是一个论文内容图的例子。［12］读者看到此图时很容易就能了解论文主要由三部分组成：左侧简图和透射电镜小图表明了论文研究的对象是金（Au）纳米微粒（NP）上沉积CuPcF16分子而得到的一维结构。中部指出论文运用了透射电镜三维成像和高分辨透射成像的实验方法。右侧示意图指出论文的主要成果是得到了一维纳米结构成核及其生长与金纳米微粒的空间几何关系。三部分内容之间的关系用箭号表示。

3.图片

图片可以是照片（photograph/micrograph），也可以是利用各种信息所成的像图（image）或分布图。对照片和图像的要求是影像清晰，层次分明。论文作者可以适当地调节图片的亮度或衬度以便改进其清晰度，但决不可故意地增强、模糊、去除、或添加某个特征，后者将导致论文欺诈行为。图像的尺寸大小的设计，除了考虑作者要显示的信息外，也要参照投稿期刊的版面要求。特别要注意的是：

（1）应用比例尺在图片上表示图的实际尺寸。避免使用放大倍数来表示图片的尺寸，以防止排版印刷过程中由于缩放而引起的尺寸差错。

（2）使用图片标注向读者提供必要的信息。图片标注应清晰一致，要避免同一幅图中标注大小不一致，注意防止因为图片的缩放而引起的标注不清的问题。

（3）明确给出像图的成像条件。例如，研究论文实例2的Fig.7分别标出了其中两幅透射电镜像的各自成像电子衍射条件。［2］

（4）内容紧密相关的图片不宜单独成图，而应作为一张图的几个部分组合在一起，如Fig.x（a）和Fig.x（b），以便于相互比较和逻辑简明的说明（见10.3.3节，图10-1）。这时，各部分图片的比例尺、标注字体、图片衬度、背景等应尽可能保持一致。

有关具体的制图软件和附图规格，参见10.4.2节。

插图的分类及其各类的介绍

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