Nature原图复现,原来这么简单?

文摘   科学   2024-11-25 11:17   北京  

最近看到一幅好看且复杂的nature插图,被配色和构思折服,于是,我打算来复现一下这个图的绘制过程。不难看出这幅图属于非常规图,应该是用matlab代码写成的,但是对于不会matlab的小白来说,即使获取到了代码也不容易化为己用,所以如何才能简单粗暴地把这幅图画出来呢?

Paoli L, Ruscheweyh HJ, Forneris CC, et al. Biosynthetic potential of the global ocean microbiome. Nature. 2022;607(7917):111-118. doi:10.1038/s41586-022-04862-3

分析图中的元素是由哪些组成的,这样才容易下手。从外观来看,它是一个均匀分布的扇形图,扇形图被分成了好多段,外面三层是一个类型,向里是分了6层的圆形气泡图,圆的大小代表了数值的大小,再向里是圆形的堆积图,用来展示数据在总量中的占比,再向里还是扇形图,再向里是用来表达显著性差异的。

Step.1
绘制扇形图

在wps的excel中绘制60块扇形区(office的excel出图在visio中粘贴会出现无法取消组合的情况)。输入60行数值1,表示分成60个扇形区,每个扇形区角度一致。

Step.2
在visio中编辑
复制图表,粘贴至visio中,取消组合,删除多余的部分,选中全部,放大至一定大小。如图所示,扇形区可编辑
Step.3
组合叠放

选中全部,组合,这时组合图形为一个方形,将长度和宽度调整为一个整数值。复制组合成的方形图,然后按照需要的数量进行粘贴。在这里粘贴三次即可。将粘贴出的方形图按照需要将高度和宽度向内缩小一定数值。然后将四组图形按照圆心重叠的方式堆叠在一起,下图为整体效果图。这时,外围的三层扇形已经有形状了。具体的长宽值按照自己的形状大小来设定。

Step.4
填色、调整间距

选中全部,右键取消组合,这时,每一块的扇形格都能够更改颜色和线条。因为没有数据,所以这里我用近似的颜色替代。填色完成后是这种效果,中间的填充为白色,这样外围就画好了,可以全部选中调整线条的粗细将扇形的距离进行改变。

Step.5
绘制圆形散点图
绘制圆形散点气泡图,因为没有数据,这里就随意地画了。首先在excel中确定圆形的散点位置,总共60个扇形区域,每个扇形区域为6度,默认半径为1,将60个点以圆的形式展现。左侧一列是角度值(只截取了部分),右边是用图中的公式求出的极坐标位置,radians函数是转化为弧度的函数。选中FG两列,插入散点图,可以看到下图,代表我们的位置已经找好了。

Step.6
绘制圆形气泡图
为每一个点赋予权重,因为原图的圆圈大小不同的,是根据实际值计算比例的,为了大概相似,我们这里随意的给这60个点赋权重,范围是0-3的随机数(实际作图时以实际数据为准)。然后调整图像属性,将气泡缩放比例调整一下,具体数值按照喜好调整。

Step.7
气泡图填色放入圆环中
还是将图片复制到visio,取消组合,删除多余部分,组合剩下的部分,调整高度和宽度。将其放在正中间的部分,图中的虚线是参考线,用于对准。

Step.8
加入剩余的气泡图
继续以同样的方式创建其余的气泡并放置在图中。填充颜色,并给它们画上轨道,颜色灰色。

Step.9
绘制圆形堆积图
继续向内绘制。第二步我们创建的扇形图是可以通过拉拽调整大小的,可以用此操作调整各部分的比例大小,如果有数据的话要严格按照数据的比例调整大小。还是按照第三步的堆叠方式,我们简化为三种数据,先简单地将三种数据的扇形图叠放。

Step.10
调整扇形长度

调整小扇形的长度,达到堆积的效果。效果如图所示。再向内绘制另外一层圆环图。

Step.11
绘制无填充的扇形
在第二步的图的基础上,全选,线条颜色改为黑色,填充颜色改为黄色,我们会发现黄色的部分可以删除,而线条还存在,我们将所有填充的部分删除,只留线条。

Step.12
修剪出若干圆弧曲线

将线框图随意制作成下图的模样,选中所有图形,在开发工具里面选择修剪工具,将我们需要的圆弧部分提取出来。

Step.13
完成最内层绘制

按照原图通过画直线的方式将结构绘制出来,具体形状参考真实数据,我在这里做了省略。

Step.14
添加其他标注信息

在图中加入剩余的标注信息,这样整个图的制作过程就完成了。

总结
思路、难易程度

绘制这种图的思路就是从excel中创建基本图形,然后在visio中对基本图形进行组合重建,通过图层的叠加覆盖,得到我们想要的图形。我们没有想象力时,可以参考别人的构图思路,然后把自己的想法加入进去。

网上有很多复杂图形的教程,都是在matlab里面通过复杂的编程实现的,对于新手来说,读懂代码再搞清楚如何把自己的数据代入进去会花费很长时间,门槛很高,而学会利用visio和excel这两款基本的软件,就可以画出很好看很高级的图形,门槛低,容易学,不失为一个好的办法。

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