科研常用的绘图软件有哪些?

科研常用的绘图软件有哪些?

科研绘图是论文质量的重要决定因素,审稿人看稿件的顺序往往是"题目、摘要、图表、前言、参考文献和正文",图片好坏直接影响论文能否被录用。下面按照不同绘图需求,详细介绍我们推荐的绘图工具。

Origin是由OriginLab公司开发的专业科学绘图与数据分析软件,支持各种2D/3D图形,数据分析功能涵盖统计、信号处理、图像处理、峰值分析和曲线拟合等,曲线拟合采用基于Levenberg-Marquardt算法(LMA)的非线性最小二乘法。

它支持多种格式的数据导入(ASCII、Excel、NI TDM、DIADem、NetCDF、SPC等),图形可输出为JPEG、GIF、EPS、TIFF等多种格式。Origin基于模板绘图,提供数十种二维和三维模板并允许用户自定义模板,还可以作为COM服务器被http://VB.NET、C#、LabVIEW等程序调用。

网址:https://www.originlab.com/

GraphPad Prism集生物统计、曲线拟合和科技绘图于一体,最初专为医学院校和制药公司的实验生物学家设计(尤其是药理学和生理学方向),现已被生命科学、社会科学及物理科学等领域的研究者广泛使用,超过110个国家的20万名科学家依靠它来分析、绘制和展示科学数据。Prism专为科学家而非统计人员构建,不需要编程即可绘制好看的图形,输入资料后图表自动生成且随数据改变及时更新,非常方便实用。柱形图是其最常用的图形,新版在柱形图绘制上加入了很多新功能。

网址:https://www.graphpad.com/

Veusz最大的优势是免费开源,由Jeremy Sanders博士在读博期间因不满其他绘图软件未站在使用者角度设计而自行开发。软件界面友好,操作逻辑与常用绘图软件相似,支持数据导入、数据集管理、源码编译、文本标注、3D绘图及数据拟合等功能。它是一个Python程序库,可在Windows、Linux/Unix和macOS上运行,支持矢量(PDF、Postscript、SVG、EMF)和位图输出,包含图形化界面和命令行接口。

网址:https://veusz.github.io/

SciDAVis是一款跨平台免费开源科研绘图软件,基本功能和Origin相同,而且可以打开Origin创建的文件。它始于2007年,是QtiPlot的分支,而QtiPlot则是Origin的克隆,简单来说就是免费版的Origin,支持Windows、Mac和Linux全平台。软件界面简洁,支持多级撤销防止出错,图形可输出为svg等矢量格式,还解决了Origin的多语言支持问题——点击Edit-Preferences,在Application-Language下拉菜单即可选择中文,支持英、中、日、法等十余种语言。

网址:http://scidavis.sourceforge.net/

Adobe Illustrator(AI)是科研工作者绘制模式图最常用的软件之一,可以设计、出版和制作出具有精彩视觉效果的图像和文件。在生命科学领域,AI常用于绘制DNA双分子链、细胞膜磷脂双分子层、细胞器(液泡、叶绿体、细胞核、线粒体)等结构。

AI常用绘制工具包括直线段工具、钢笔路径、铅笔、矩形工具等,即使初学者也能轻松画出漂亮的模式图。好的SCI文章配图不但能让读者快速了解信息,还能给读者一场美的视觉盛宴,甚至能够获得编辑与审稿人的青睐。

网址:https://helpx.adobe.com/cn/download-install/apps.html

Inkscape是一款免费开源的矢量图形编辑软件,功能与Adobe Illustrator、CorelDraw等商业软件相似。它提供灵活的绘图工具(几何形状、自定义形状)、强大的文本工具(多字体、路径排列文本)、贝塞尔曲线工具、画布图案编辑、图层和对象面板等丰富功能,支持SVG、PNG、PDF等多种文件格式。Inkscape可在Windows、Mac和Linux上运行,是跨平台协作的理想工具。国外很多科研人都在使用Inkscape,YouTube上有大量科研作图教程,包括绘制细胞膜、制作专业数据图、化学领域作图等,效果非常惊艳。

网址:https://inkscape.org/

Photoshop(PS)主要处理以像素所构成的数字图像,使用众多编修与绘图工具可有效进行图片编辑工作,在图像、图形、文字、视频、出版等各方面都有涉及。科研中PS也是不可或缺的图片处理利器,但要注意PS是光栅图像编辑器,用其编辑科学数据图并不如矢量工具方便。

网址:https://helpx.adobe.com/cn/download-install/apps.html

BioRender由加拿大多伦多创业公司设计,专门为生命科学和医学绘图而生,联合创始人兼CEO Shiz Aoki拥有约翰霍普金斯大学医学院医学和生物学插图硕士学位。BioRender于2017年底上线,已服务约20万用户,涵盖30多个生命科学领域,提供数千个模板,图标覆盖蛋白、核酸、细胞、器官、实验仪器等多个类别,直接拖拽至绘图区域即可编辑使用。Templates栏提供信号通路、解剖与临床、实验流程等模板,稍加修改即可直接使用。

BioRender已成为生物医学领域的主流绘图工具,深受Nature、Cell等高分期刊青睐。需要注意的是,BioRender并非完全免费,BioRender免费版限3张图,仅供教育使用;个人版$35/月可无限制图并支持发表;实验室版$99/月(5人)含团队协作;机构版定制价格,提供企业级管理与专属支持。

网址:https://biorender.com/

Pathway Builder Tool 2.0几乎自带了分子生物学会用到的所有元素,如不同的细胞、细胞器、分子、老鼠模型、器官模型以及经典的信号通路图,打开界面就会操作,不需要多余教程,手动添加和删除模块也很简单,是非常好上手的通路图绘制工具。

亿图图示可以绘制流程图、思维导图、专业图表,还能将文件保存到云端,新版绘图功能甚至比Visio更方便,导出功能也更强大。模板库和社区分类细致,提供电脑软件、手机APP、微信小程序、平板电脑等多平台应用。它还能识别和编辑Visio的vsdx文件,这是很多人从Visio转到亿图图示的重要原因。

网址:https://www.edrawsoft.cn/download-edrawmax.html

Drawio最大的特点是完全免费,更新快,经常修正Bug,支持中文语言,功能上像是SmartArt和Visio的结合,去掉花哨功能着重于导图绘制。软件提供从普通流程图到韦恩图、电路图等各种模板,全部免费无限制使用。安装好后打开软件会根据系统语言自动切换,操作页面一览无余,和Visio复杂繁琐的页面相比,Drawio则显得非常简单但不简陋,该有的功能一样不缺。

网址:https://www.drawio.com/

ProcessOn是免费又免安装的网页版流程图工具,支持多种格式导入和导出,可一键美化流程图,并且支持多人协作和云端储存。缺点是后台只允许免费保存几个文件,需要画新的图就得删除之前画的图。网址:https://www.processon.com/

ChemDraw是专业的化学结构绘制工具,为辅助专业学科工作者及相关科技人员的交流活动和研究开发而设计,提供直观的图形界面,稍加实践便能轻松绘制出高质量的化学结构图形。软件可用于设计化学图、分析化学实验制作各种样式的实验分析图、制作3D模型、管理实验数据以及绘制化学结构、反应式和生物通路图等,为化学工程、分析化学、有机化学、材料科学、高分子材料及生物医药等领域提供完善解决方案。

网址:https://revvitysignals.com/products/research/chemdraw

ImageJ是一款免费的科学图像分析工具,广泛应用于生物学研究领域,能够对图像进行缩放、旋转、扭曲、模糊等处理,也可计算选定区域内分析对象的几何特征(长度、角度、周长、面积、长轴、短轴等),其处理结果被各类期刊广泛认可。软件界面简洁,麻雀虽小五脏俱全。网址:https://imagej.net/ij/

nature-figure是一个面向高影响力期刊的论文画图工具,可以用代码一键画出完全符合Nature官方格式的高清学术图表,不用手动调格式、改配色、排版面。它提供5套Nature风格仿真图(机制图、成像图、活体实验图、单细胞图、验证图),支持10类图表(柱状图、折线图、热图、散点图、雷达图、分布图、森林图、堆叠图、图片阵列、网络图),是AI时代科研绘图的全新工作流。

网址:https://github.com/Yuan1z0825/nature-skills/tree/main/skills/nature-figure

SciDraw是一个免费的高质量科研画库素材库,提供大量生命科学中使用的图像素材(动物、器官、细胞和科研仪器等),大部分素材由科研工作者提供,绘制极其专业。素材按细胞、果蝇、人、小鼠、大鼠、鸟、鱼等分类,基本上涵盖了生命科学用到的大部分内容,选择想要下载图像下方的doi即可直达下载。在找到素材的情况下,只需一些基础的PS、AI技巧甚至用PPT就能组合形成需要的作图。

网址:https://scidraw.io/

理想的科研绘图工具应兼顾成本效益、版权安全、易用性与美观度四个核心诉求,根据自身需求选择合适的工具组合,才能事半功倍。

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