科研繪圖-配色指南

好的圖形展示方式能夠簡(jiǎn)明扼要地表達(dá)數(shù)據(jù)份名,而好的配色一方面能夠突出數(shù)據(jù)的重點(diǎn),另一方面能夠使所有的數(shù)據(jù)和諧共存约谈。好的配色是圖的二次進(jìn)化饥努,能夠賦予圖片“生命”了牛。

1,日常生活中使用的顏色
日常生活中,我們經(jīng)常提到各種顏色想暗,例如赤橙黃綠青藍(lán)紫麻敌,中國(guó)紅栅炒,香蕉黃等,一般用來(lái)定性描述物體的顏色屬性术羔,不夠精確赢赊,例如,紅色级历,是紅綠燈的紅色释移,還是蘋果的紅色?所以一般不在科技論文中使用寥殖。

2秀鞭,RGB配色方案
最常用的顏色方案為RGB顏色趋观,其中R表示紅色(red),G表示綠色(green)锋边,B表示藍(lán)色(blue)皱坛,即所謂的三元色,通過三元色豆巨,可以衍生出來(lái)成千上萬(wàn)種顏色剩辟。該顏色方案一般使用6位16進(jìn)制的值(0-9,加上A往扔、B贩猎、CD萍膛、E吭服、F,共16個(gè)值)來(lái)表示蝗罗,其中前兩位是Red的值艇棕,中間兩位是Green的值,最后兩位是Blue的值串塑,每種顏色數(shù)值范圍從00到FF沼琉,共16*16種,因此6位可以表示的顏色種類高達(dá):16*16*16*16*16*16桩匪,約等于1600多萬(wàn)種顏色打瘪。當(dāng)然,我們幾乎用不到這么多種顏色傻昙,而且人眼也沒辦法區(qū)分細(xì)微顏色差別闺骚。
圖1. 三元色

3,透明度(alpha
alpha一般用作不透明度參數(shù)妆档。如果alpha為0葛碧,就是完全透明的,alpha為1表明完全不透明过吻。在0-1之間的值可以使得圖像透過背景顯示出來(lái)进泼,就像透過玻璃(半透明性),這種效果是簡(jiǎn)單的二元透明性(透明或不透明)做不到的纤虽。例如在做venn圖的時(shí)候乳绕,就需要設(shè)置透明度,這樣中間的重疊部分才能顯示出來(lái)。否則中間重疊部分就不能完整顯示出來(lái)。因此菇用,我們也可以在RGB顏色的基礎(chǔ)上,使用RGBA顏色菠发,這里的A就是alpha王滤。
圖2. 透明度

4,背景色
一般情況下滓鸠,我們作圖使用的數(shù)據(jù)圖背景色均為白色雁乡,而在模式圖中使用背景色能夠區(qū)分不同的區(qū)域或者范圍,給人以視覺上的沖擊糜俗。例如下圖以不同的背景色表示細(xì)胞的區(qū)域踱稍,很形象。如果去掉背景色后悠抹,就會(huì)顯得很單薄珠月。
圖3. 模式圖的背景色
IGV基因組瀏覽器中,以淺色背景標(biāo)注感興趣的peak楔敌,可以突出感興趣的區(qū)域啤挎。
圖4. IGV中的背景色

5,漸變色
漸變色可以用來(lái)表示數(shù)值大小或者程度卵凑,顏色越深數(shù)值越大庆聘,顏色越淺數(shù)值越小,例如熱圖氛谜。
圖5. 漸變色

6,撞色
撞色也叫對(duì)比色区端,就是兩個(gè)不相鄰的色系搭配在一起的效果值漫,更有彼此碰撞的美感。撞色一般在顏色比較多的情況下使用织盼,可以更容易地區(qū)分不同的區(qū)域杨何。撞色一般分為兩種:1)補(bǔ)色配合:色環(huán)中兩個(gè)完全相對(duì)(180度對(duì)角)的顏色的配合,例如:紅色與綠色沥邻,藍(lán)色與橙色危虱,黑色與白色等。2)強(qiáng)烈色配合:色環(huán)中兩個(gè)相隔較遠(yuǎn)的顏色相配唐全,例如:黃色與藍(lán)紫色埃跷,紅色與黃綠色等。
圖6. 撞色
例如在繪制物種分布堆疊柱狀圖時(shí)邮利,使用撞色進(jìn)行區(qū)分會(huì)比較明顯弥雹。

7,常見期刊論文配色
每種期刊關(guān)注的內(nèi)容不同延届,當(dāng)形成自己風(fēng)格后剪勿,配色也就漸漸固定下來(lái)。這里列舉了常見期刊的配色方案方庭,供參考厕吉。
圖7. 常用調(diào)色板

8酱固,編程語(yǔ)言中的調(diào)色包
為了更方便地展示和調(diào)用不同的配色方案,出現(xiàn)了各種配色包头朱≡吮可以簡(jiǎn)單理解為:使用期刊名字來(lái)代替顏色編碼,例如npg就代表了#E64B35髓窜、#4DBBD5扇苞、#00A087#3C5488寄纵、#F39B7F鳖敷、#8491B4、#91D1C2程拭、#DC0000定踱、#7E6148#B09C85這十種顏色恃鞋,在編程的時(shí)候崖媚,直接使用npg簡(jiǎn)寫即可,省時(shí)恤浪,還不浪費(fèi)腦細(xì)胞畅哑。

1)R語(yǔ)言ggsci配色包
R語(yǔ)言中g(shù)gsci包,可以直接使用期刊的縮寫來(lái)調(diào)用顏色水由。ggsci工具包拓展了ggplot2繪圖系統(tǒng)的顏色函數(shù)荠呐,并且遵從scale_col_*和scale_fill_*式的命名規(guī)則∩翱停可以根據(jù)期刊名縮寫快速生成符合期刊要求的配色泥张。此外,還有來(lái)自其他數(shù)據(jù)可視化庫(kù)鞠值、科幻電影和電視作品等中的配色媚创。
安裝:install.packages(“ggsci”)使用:
圖8. ggsci代碼
圖9. Ggsci示例,上面為默認(rèn)顏色彤恶,下面為nature publishing group顏色

2)Python配色包c(diǎn)olorbm
Python也是我們經(jīng)常使用的繪圖語(yǔ)言钞钙,python中的colorbm(color beyond matplotlib)包也提供了眾多的配色方案:ggsci、seaborn 声离、cmocean歇竟、scientific、CMasher抵恋、CARTO焕议、Material Design等,貌似是ggsci的超集!安裝:pip install colorbm使用:
圖10. colorbm代碼
圖11. colorbm例圖

9盅安,取色
顏色是一門學(xué)問唤锉,例如,有老師要求使用冷色調(diào)别瞭,有老師喜歡暖色調(diào)窿祥。有些圖需要漸變色好看,有些圖需要撞色蝙寨。那么晒衩,我們需要學(xué)習(xí)怎么配色嗎?個(gè)人觀點(diǎn):沒必要墙歪,需要的時(shí)候听系,直接根據(jù)所選期刊,使用取色器取色即可虹菲。推薦FastStone Capture軟件進(jìn)行取色靠胜。

10,科研繪圖需要明確顏色編碼
一張圖的繪制需要對(duì)數(shù)據(jù)毕源、繪圖類型浪漠、配色等有深入了解。針對(duì)科技繪圖霎褐,一般我們使用R或者Python址愿,或者在線網(wǎng)站進(jìn)行繪圖(例如微生信),這時(shí)你需要保留繪圖代碼/顏色編號(hào)冻璃,以便后續(xù)進(jìn)行更新响谓,避免重復(fù)勞動(dòng)。同時(shí)俱饿,期刊有自己傾向的配色歌粥,如需改投其他雜志塌忽,一般情況下需要重新繪圖拍埠,以滿足不同期刊編者的“癖好”。

以下是幾個(gè)小技巧:
1)同一篇論文的配色一般要保持一致
2)盡量避免使用大紅大綠的配色
3)一般用紅色表示上調(diào)土居,綠色/藍(lán)色表示下調(diào)枣购,紅色表示腫瘤患者等
4)避免使用紅色和綠色配色以考慮紅綠色盲讀者(審稿人)的易讀性,因?yàn)榧t綠色盲所占人口比例相當(dāng)高擦耀,男性占8%棉圈,女性占0.5%。
5)不要使用過多的顏色類別
6)文字不一定一直要用黑色眷蜓,需要與圖片的顏色匹配

更多小技巧分瘾,歡迎留言補(bǔ)充!

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