最近读到几句话，觉得表达出了科研作图的精髓：

科学和艺术在山底分手，在山顶汇合

将科学原理具象化

将科研进展视觉化

努力传递科研的美丽与诗意

半原创图：通过对现有图形的二次编辑与整合，形成对自己有价值的图形。

定义来源：我们写论文的图或许不全是原创图形，部分元素和灵感或许来自互联网，互联网图形大多不符合我们的第一感觉，且模糊不清或有水印，这些图形经过修改编辑成为对我们有价值的高清图形，我们称之为半原创图。

用途：半原创图用途广泛，任何文本形式的报告或论文都用得到，它能够为我们提供画图的基础、思路和灵感。

制作途径：对图片的二次编辑需要多个图片处理软件联合使用，如:

Visio：主要平台（能够将多个软件的图片打散为元素，并将元素重新组合为新的图片）

PS：主要用来配色（主要对visio输出的图片进行配色）

Matlab：主要用来数据处理（原始图来源，依靠代码实现第一代图制作）

Origin：主要用来数据处理（与Matlab不同的是，它非常适合具有现成数据的情况）

Adobe illustrator：配色或者曲线绘制（具备良好的曲线绘制功能和配色模板）

这期内容主要介绍如何用Visio制作论文图片，常见的2D、2.5D图都是可以用Visio做出来的，更高级的3D渲染就需要用到其他软件了，属于高级教程，这里不做详解。本人从网上找了一些可以覆盖Visio作图手法的图片，并介绍了整个制作过程。

样条曲线的使用

当想做这样的图时，一种方法是借助Matlab写一个极坐标方程，而对于没有数学基础的人，简单的模仿是理想之举。这幅图中的元素都很简单，包含若干圆和主要曲线。

首先我们先将这幅图的简单元素画出来，打开visio，找到绘制圆工具，按住SHIFT键+左键拖动便可画出一个圆。如果我们想画一个一模一样的圆，可以用直线绘制工具画出圆的直径，在左下角的直线属性中我们可以看到直线的长度，这便是圆的直径长度，然后我们可以用这个长度定义所画的圆。

然后我们用任意多边形工具绘制中间的红线，绘制方法就是按着鼠标左键沿着红线路径走一遍，不可中断，所以需要将图形全部显示在屏幕上。期间可能会出现抖动，最后微调即可，刚开始用这个工具时会有一些不习惯，用久了就手稳了。

曲线上有这样的控制锚点，这些锚点可以用来控制曲线在不同段的形状，鼠标沿着路径走的速度决定了这些锚点的多少，如果在某一段无法用一个锚点调整形状，便可以通过ctrl+左键的方式，在曲线编辑的状态下加入锚点。

然后我们再加入其他文字元素，整幅图就模仿完成了，我们可以按照我们的想法在图形上做修改，visio图可以直接复制粘贴到Word里，都是矢量图，或者可以另存为jpg格式，可以选择保存图片的像素、质量、背景色和其他，使其符合论文要求。

复杂流程图

前一个案例已经基本熟悉了曲线的用法，下面进行进阶版图形绘制，其实该图的元素很简单，只是看起来复杂了一些，我们照着画就行，将图片复制到visio工作区，直接在图片基础上画线条即可，能保证完全复制。

将视野放到最大可以实现曲线的微调，将细节处理的更好。在图上绘制曲线时可以将曲线设置为对比度高的颜色，方便与原图区分。

然后进行小组件的绘制，都是基本图形。

将组件和线条组合到一起，修改线条颜色、粗细，再调整一些细节，就可以将图很好地画出来。像这种元素较多、本身边界不齐整的图形，我们习惯在外界加一个圆角矩形，使这个图片看上去更有结构感。

3D图形绘制

该图形是一个3D图形，包含了两种基本元素，球形和柱形。3D图形与2D图形不同的是3D图形具有很明显的空间层次结构，为了实现此效果，除了给本身的元素加上明暗和深度，还需要处理好各元素所在图层的关系。

首先绘制一个正圆，画好后检查属性是否为正圆，因为不熟悉操作的人极大可能画出的圆有小偏差。

选择上图的指针工具，选中画好的圆形，点击填充选项，右边侧栏便会弹出一个详细的图形设置界面。

选择渐变填充，并进行如下设置。射线类型，方向右上角（示例图光源在右上角，其实中心辐射更常用），无线条。

调节渐变的颜色范围（图中的小铅笔是可以点中改颜色的，颜色自调），该设置代表了颜色从白色到浅黑色的渐变，渐变方向是斜对角线的，除了起始渐变色和终止渐变色，中间还可以加入其它渐变色，只需要点击右侧铅笔+的图标即可。可以看出圆形加上明暗以后已经有一种3D的效果了，接下来我们再赋予它深度。

将圆形添加棱台效果，设置顶部棱台和底部棱台，因为这个图是圆，只设置凸显的半圆效果即可，所以此处只调整了顶部棱台的值，宽度和高度与圆形的直径有关，并非固定，调节时可以明显看到圆上由扁平到圆滑的过程（参数自调），此时的圆已经具有3D效果了。

按照上图步骤，绘制一个蓝白渐变的小球。按住Ctrl+左键拖动将上图复制一份，只需要更改渐变颜色方案即可。

接下来绘制球与球之间的连接柱体，需要用到弧线绘制工具，在图片上描摹曲线即可。曲线有多个锚点可以用来微调曲线形状。红线是需要认真处理的，黄线可以随意，只要保证四条线可以形成一个封闭图形，因为只需要将柱形放在底层图层，就可以用顶层的小球掩盖我们随意画的部分，只展示我们认真处理的部分。

四条线本不是一个元素，需要将四条线连接成一个封闭轮廓的元素，需要先在文件选项中打开开发人员模式，然后选择连接功能，用蓝白球的格式刷一下柱形，再调整一下棱台参数，就可以很快完成绘制。

将画好的三个图形按照图层顺序排列，球形图层置顶覆盖图上黄色线条的多余部分，就这样基本的元素单元就绘制完成了。

复制以上元素组，调整大小和位置，与原图保持一致。注意图层结构，后生成的图形默认图层是顶层，经过一番操作，简单的3D分子结构图就完成啦。

我们可以任意更改元素的大小颜色位置，并在任何位置标注我们需要解释的内容。该图中涉及的图层还是较为复杂的，新手可能搞不清楚，最好的方法就是先画底层元素后画顶层元素，基本上不会出错，3D图的形式很多，里面的许多功能还需要大家多多探索。

花样扇形图制作

PPT的图形要求一直介于花里胡哨和朴实无华之间，花里胡哨便是3D效果，朴实无华便是2D效果，所以PPT图形一般是2.5D效果，所谓的2.5D效果就是在2D图形的基础上加入了一些阴影处理。

该图从网上摘录，模糊不清，有水印。基本元素包括扇形、圆形、直线等，基本特效包括阴影和聚光灯。首先我们需要知道如何绘制特定比例的扇形，直接在图片上描是一种方法，但是操作步骤多，不精确，这里介绍一种更简单的方式。

我们已经知道6个扇形分别占比例为30%、18%、7%、14%、22%、9%，打开Excel，将这几个数录入，并输出一个扇形图。

点击生成的二维饼图，复制粘贴到visio面板，右键取消组合，此时元素都被打散了。

删除我们不需要的元素，剩下元素作无线条处理，转动图片至我们期望的位置。

缩放图形至原图大小。

选中单个扇形，从对角线拉动缩放扇形大小，调整好位置。

添加阴影特效，更改配色方案，调整图层顺序。

添加中心圆特效。画一个圆覆盖当前图层。

添加偏移光源特效，画一个圆覆盖当前图层。

添加文字图标等元素，图标可以在iconfron阿里巴巴矢量图标库查找，可以下载任何颜色的PNG小图标，在进行UI设计的时候少不了它的帮助。掌握了此方法我们便掌握了这一类型图的做法，我们可以进行任何形式的设计。

利用其他软件可以很精确地为Visio提供元素，稍加编辑，处理好各元素关系，便可以做出好看的效果图，不仅仅是PPT，论文中也可以用这样的方法。

复杂的信号通路图

终于轮到了耗时最长的图，摘自Nature。图片的配色较为温和，看上去非常舒服，包含的元素种类也多，所以拿出来画一下。

该图的特点是有水印，画质不清晰，具有较多的不规则图形，无三维特效。

首先铺设底层背景，总共三部分，左中右，中间背景有渐变。

图中涉及到的圆角可以用弧形工具画出。将线条进行连接处理，保证区域为一个封闭轮廓，填充颜色，其余部分同理。

利用自由曲线工具复原不规则图形，并组合，方便管理。绘制原理简单，工作过程复杂。

绘制随机分布小圆。

其余元素不做详解。下图为初步完成图，基因图片找了另一个图片替代，淡蓝色背景经过亮度增加后变为白色背景，容易与其他背景融入。

再绘制三块背景之间的连接小球，无限复制粘贴即可，下图为最后的成品图，还原度99.99%。

好的论文图制作不易，还原过程如此，原创过程更加辛苦，致敬原创作者！复杂图靠的是细心和时长，可以发现Visio的基本功能并不多，但是可以做出这么多好看的图形，所以我们缺的不是能力，而是想法。

MATLAB图形的优化

这幅图是我当时写论文时做的，后因为思路复杂被放弃，它是六幅图的信息综合，当时我总秉持一个观念：以有限的版面表达更多的内容，却忽略了图片理解的难易程度，下图是它的另两个版本，为了符合不同的需求。

这三幅图的共性就是都是基于MATLAB的图形改进。MATLAB无法直接做出这样的图，它的库里面所含的线型较少，所以需要Visio辅助进行图形效果增强。

只能找到这么一副MATLAB最后形成的草图了，编程时我只简单的画出了点的位置和基本线条，最后的效果图都是在Visio中改进的。

先是定义了所有数据，共42个数据

x1=[1 4 7 10 13 16];

x2=[2 5 8 11 14 17];

x3=[3 6 9 12 15 18];

sqrom=[47.38 77.79 119.87 112.18 107.89100.78];

singlet1rom=[34.65 47.17 33.15 36.72 47.842.71];

singlet2rom=[35.09 48.78 33.78 39.2 53.0943.86];

singlet3rom=[36.22 51.27 37.12 40.66 55.3651.35];

doublet1rom=[16.91 21.97 10.14 16.46 32.2724.35];

doublet2rom=[17.84 29.09 19.66 19.91 37.9033.64]

doublet3rom=[24.51 32.90 22.28 27.26 49.1044.01];

然后用plot(x,y)语句画出每个点的位置，for循环+line语句画出需要的直线，text语句标注数据，有兴趣的同学可以用此数据试一试。

柱形图的MATLAB草图是这样子的，元素打散以后进行重新整合就能做出上图的样子。

基于MATLAB的图形改进需要一些MATLAB编程基础 ，如果没有，也可以用Origin作图，也是可以和Visio共融的，需要选择复制图形为图片选项才能打散。在这里主要告诉大家有这样的图形处理方式，具体细节过程以后再详述。

机械工程制图

这幅图看起来具有手机页面的效果，其实是用Visio画的，其中的脊柱并不是完全手画的，是通过机械工程方法得到的。

首先先具有脊柱的三维模型，用Solidworks打开，另存为二维工程图.dwg格式，CAXA软件打开二维工程图，删掉多余的曲线，只保留外轮廓，输出为PDF格式，截图到Visio即可。

基于此图我们可以进行很多变体，如PPT汇报图片或制作实验方案。

其实除了脊柱很多机械方面的结构都可以用这种方式做论文的示意图，可以配合PS进行漂亮的配色。这是一种简单的方法，前提是具有三维模型，如果没有，老老实实画也是可以的。

到这里关于半原创图形制作的介绍就结束了，为了内容覆盖范围广一些，我也是从网上看了很多优秀的论文图片，找了一些比较复杂且具有代表性的图片来复原，尽量覆盖Visio的所有功能。Visio入门不难，只要肯下功夫，多去使用它，基本上可以符合科研需求，如果大家追求的是Nature，那就得学习一下3DMAX的建模与渲染了。大家有任何的问题可以以留言的方式互相交流，欢迎分享与转发！