如何使科学绘图的绘图标记大小看起来一致?

平面设计 形状 信息图形 信息设计
2022-01-19 18:09:49

通常使用不同的形状,如圆形、正方形、三角形、菱形、星形、五边形和六边形来表示科学图上的不同数据集。这些形状可以进一步复杂化,以允许在一个图上区分更多数据集。以下是行业标准科学绘图软件Origin中内置的此类形状的子集

列表图

由 Origin 生成的地块上的形状很容易区分,并且大小看起来几乎相等。我的问题是:这个效果是如何实现的?

我的第一个想法是,如果它们的边界框具有相同的大小,那么这些形状的大小看起来是相同的。但我很快意识到这不是真的。此外,边界框不能用作创建此类形状的基础,因为对于某些形状,边界框的中心与形状的中心不重合:

形状

我的第二个想法是,如果形状的面积相等,它们的大小看起来就相等。上图形状的面积是:

{4, π, 2, 1.29904, 1.12257}

让我们缩放形状,使所有面积都等于圆盘的面积:

形状2

很难相信,但所有这些数字都有相同的面积!显然,它们的大小看起来并不相等。

在第一次尝试自己找到原理后,我决定检查问题是如何在 Origin 中解决的。因此,我在 Origin 中创建了一个基本形状的散点图,将其导出为 PDF,然后导入Mathematica 10。然后我计算了形状的面积并得到下表(所有面积都相对于磁盘的面积给出):

shape         area
-----------------------
square        0.957802
disk          1
diamond       1.03429
triangle      0.782499
star          0.489003
hexagon       1.01036
pentagon      1.03624

首先,我们看到菱形(只是一个旋转 45° 的正方形)的面积比正方形大。这是令人惊讶的,甚至感觉是不正确的实施。但视觉上的差异是显而易见的。至于其他形状,它们在地块上的大小看起来非常相似,但占据的区域却大不相同,并且具有不同的线性大小。我无法揭示 Origin 开发人员选择的形状比例背后的任何简单逻辑原理。看起来他们已经用肉眼缩放了它们。

有没有关于形状大小感知的研究工作?

为科学绘图选择绘图标记的相对大小的最佳实践是什么?

1个回答

这有两个主要部分:对齐大小-空白形状等其他内容更难以客观分析,但仍然很重要。与大多数艺术和设计一样,平衡不是精确的,而是非常接近的。

结盟

对象不是对齐“边界框”的底部或中心,而是通过它们的centroid对齐,如下所示。

结盟

这就像一个物体的质心,所以如果某物的重量非常不平衡,这就是一个 3D 物体会以最小的努力围绕它旋转的地方。仅从快速估计来看,下面箭头的质心将在我突出显示的附近。(有一些高级数学课程可以找出不规则形状的质心,因为它们通常适用于工程。)

质心

尺寸

首先,起源并非没有错。正如你在下面看到的,左边的对象比右边的大——但不同形状的主要目的是区分标记,所以只要用户能从高层次的视图中分辨出区别,这是可行的。

起源失败

Adobe Illustrator 的工作方式是创建从中心径向延伸到峰值的对象。这并不完美,但它是一个很好的开始。

插画尺寸

我找不到任何几何平衡的数学研究,但除了“盯着它”之外,我在这里所做的是创造平衡:

1.勾勒出想象的方形边界框。这对所有形状都是一样的。

尺寸 2

2.将对象扩展至最大大小而不会溢出。我将正方形设为最大值的 85%,因为它需要一些空白。确保它仍然是质心对齐的。

尺寸 3

[请忽略我忘记更新五边形值的事实]

我的最终产品:

最终的


如果有人有研究或任何我有兴趣看到的东西,但我找不到任何东西,所以这只是我的两美分加上一些数学。

TLDR:和你最初做的差不多,但我确保它正确对齐并为正方形添加了填充。


编辑:大小、形状、角度和面积之间肯定存在关系——也许这是我以后可以做的报告——但忽略我之前所说的一切,这里是星形与内半径不同,外半径相同。除了估计之外,我没有应用任何数学模型或推理,这就是我没有真正扩展的原因。

也就是说,我认为颜色是一种更直观的方式来分类不同的对象,尤其是当它们非常小而且数量很多时,只要它们保持在一定的限度内。

重量