【Origin神技能】3D散点图如何绘制拟合线、如何给数据图“化妆”

（内容来源专供干货的“编辑之谭 ”← 关注它）

强烈编辑

今天谭编辑为数据图“拟合”和“化妆”，瞬间提升论文水平！去看看！

对于国外SCI论文的投稿中，经常需要提供一张摘要图，那么有意识地培养自己的美术素养，为枯燥的科学数据图“化妆”、“美妆”、“靓妆”，瞬间提升论文的“吸睛力”，不仅可以提高审稿通过率，而且还能提高引用！

这张文献图由北京网友提供，暂时不知道该图的文献来源(您若知道该图的文献出处，非常感谢您在推文下方留言告知文献出处。在后面的推文中，会注明图的文献出处）。

Origin2018提供了更高级的绘图功能，本文采取Origin2018软件绘制曲线图。

图1 来自文献的图

（1）怎样拟合图1B中的散点？（2）怎样添加半透明的分割面？

由于没有该文献图的原始数据，只能估计取值并新建数据（表1）

表1 图1中的数据

表1中”p400″对应于“PEGDA-400”，“pp400”对应于“PEGDE-PEGDA-400”，其余注释类似。

采用传统的绘制方法，可绘制3幅单独的散点图，为每个子图“化妆”使科学数据图片“生动”起来。

双击图片中部空白区域，在打开的对话框中选择“Background”选项页，将“Color”下拉框中的“None”改为想要的颜色，此时渐变填充Gradient Fill被激活，可以修改模式Mode为“Two Colors”，再选择2nd的彩色，确定即可生成丰富多彩的图片。

对于国外SCI论文的投稿中，经常被要求提供一张摘要图，那么有意识地培养自己的美术素养，为枯燥的科学数据图“化妆”、“美妆”、“靓妆”，瞬间提升论文的“吸睛力”，不仅可以提高审稿通过率，而且还能提高引用！

拟合方法：分别点击图中的散点，点击菜单“Analysis”-“Fiting”-“Polynomial Fit”，拟合结果如图2所示：（A）400         (B)700         (C)1000

图2  传统绘图效果

传统绘图方式（图2）中，如果保持每个子图的纵轴、横轴刻度范围一致，也可以比较直观地对比出3个系列（400、700、1000）的2种物质（复合前PEGDA和复合后的PEGDE-PEGDA）的性质。

在优秀的论文中，每张图片都会自己“说话”，即不用在正文中赘述也能向读者“说”出结论，这就是科技图表绘制的原则——“自明性”。

科技数据图通常包含重要的变化趋势、性能对比、表征验证等信息，因此一张出彩的数据图片需要在尽可能少的版面“图说”尽可能多的“信息容量”。

图2显示出的“信息容量”主要有：

（1）各物质的logσ均随不同序列（400、700、1000）的增加而增大；

（2）各物质的logσ均随1/T的增加而减小，且可拟合；

（3）复合后PEGDE-PEGDA的logσ均比复合前PEGDA的提高。

传统绘图法的优缺点：

（1）绘图简单、快速等优势；

（2）占版面、欠直观等缺点。

4.1 设计思路

在传统绘图法（图2）中，每个子图分别对应于400、700、1000三个序列。

怎样绘制3D散点图，这需要将3个子图按照图3的方式编排。那么原来2D图中的纵轴Y轴需要变为Z轴，3个序列需要新增为Y轴，即新增一个自变量y。

图3 设计思路

4.2 数据处理

理清思路之后，利用3D Scatter图绘制之前，需要新建一个数据表（请不要在原数据表中修改，这样会破坏已经完成的绘图的），给表1中的每个系列数据中增加1列y1、y2、y3分别在表列中填充400、700、1000，并Set as Y。

再将原数据的表列Set as Z。效果见表2。

表2  新增Y轴的数据表

4.3 3D散点图的绘制

全选表中数据，点击菜单plot，在弹出的下图中点击“3D”工具栏中的第一个“3D Line+Symbol”，会继续弹出具体的4种工具，选择“3D Scatter”。如图4。

图4 3D散点图的绘制工具

可绘制出草图如图5所示，但是每条散点都是Group群组捆绑状态，若需要灵活设置每条数据的图例和颜色，则需要解除群组，点击任意一个散点，然后右键选择“Ungroup”即可。

图5  解除群组

图例的修改切忌随意，要有规律可寻。图例本身就是一种图形化的语言，是除了“图文”标注以外的另一种非常重要的“图说”信息。为了使数据图更加清晰，可将相同因素的散点采用相同的符号。

该文献图的作者在绘制该图时，是花了一番心思的，将该图设计并绘制得如此精致。从某种程度上说，科技绘图艺术也可以反映作者在科研实验上的“钻研”精神，因此该作者的这种精神值得我们学习。

例如本案例中，用▲表示PEGDA系列，用☆表示PEGDE-PEGDA；而采用不同的颜色区分400、700、1000三个系列；用相同的颜色将复合前、复合后的两种物质联系起来。结果如下：

图6  图例符号的设置

4.4 散点的拟合

下面开始逐条拟合，点击某条散点图，点击菜单Analysis→ Fitting→ Polynomial Fit→ Open Dialog… 或1<Last used>，如图7所示。

图7  散点的拟合菜单

但是，我们发现直接在3D Scatter图中拟合，好像不可用，图7中的“Open Dialog…”和“<Last used>”都是灰色的。或许这也就是该网友遇到的同样的问题（3D散点图怎样拟合？）

那么，我们将图2中的拟合数据，重新建立数据表，并整理如表3所示。

当然，只需要临时绘制图2中的单独的每个子图即可，不需要层管理放置同一个绘图区，也不需要调整图文、图例，因为只是利用这一步骤预处理数据（拟合数据）。这里可省略同一张子图中两组散点的4列拟合数据（两列X、两列Y）中的X拟合数据，即共用E(X2)拟合数据（如表3中蓝色块的x列）。

然后新增一列y并将y列所有行都填充相同的Y值(如400），这里一定要将拟合数据的所有行的Y值赋值，否则绘图的拟合曲线不完整。类似地，处理700和1000系列的拟合数据。

表3  拟合数据的重新配置

然后选中表2中的所有数据，点击菜单Plot→3D Scatter（见图4），即可绘制出草图如图8所示。

图8 3D Scatter绘制的草图

图8中拟合曲线是由圆球组成的，散点也是球形，且堆在一起，这给图例样式的修改带来麻烦，采用双击这些球形打开修改的方式已经变得不好使了，有时候只能修改某个球的颜色。

因此，我们一般在图例框中双击图例符号（这里是球形）修改，注意不是双击图例后面的文字，如图9所示。

图9 图例的修改方法

修改图例文本：双击图例框中的任意文本，在打开的对话框中删除拟合图例，修改图文，如图10所示。

图10  图例文本样式的修改

添加参考线Drop Lines：双击图例框中的图例符号，在弹出框中点击Drop Lines选项卡，勾选平行于X轴、平行于Z轴的☑，可得到图11的效果。

图11 添加垂线的效果

半透明参考面的绘制，目前我还没找到合适的方法。不过，谭编辑另辟蹊径，有一个解决办法！

采用图11的方法，对拟合曲线设置Drop Lines，由于拟合曲线不是散点，所以它的垂线将呈现一种平面，注意要设置为Dot点线、颜色要比曲线的颜色浅一点，如图12所示。

图12 拟合曲线的垂线设置

得到最终的效果如图13所示。图13A是文献图，图13B是“编辑之谭”重现演示图。

对比一下，两者各有千秋。若一定要将图13A的效果绘制出来，则需要借助CorelDraw或Adobe Illustrator等软件，添加半透明的平行四边形参考面，是可以实现的。

在后续的推文中将演示这两款绘图软件的相关技巧，欢迎您继续关注！

图13 文献图与演示图的对比效果