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科學可視化:Python+Matplotlib(英文翻譯)

尼古拉斯·羅傑爾,波爾多,2021年11月。

PDF地址:由無數工具組成,從最通用和廣泛使用的到更專業和機密的。其中壹些工具是基於社區的,而另壹些是由公司開發的。有些是專門為web開發的,有些只適用於桌面,有些處理3D和大型數據,而有些則以完美的2D渲染為目標。

翻譯:

Python科學可視化的領域是巨大的(見下圖)。它由無數的工具組成,從最常見和廣泛的工具到更專業和機密的工具。其中壹些工具是基於社區的,而另壹些是由公司開發的。有些是專門為Web開發的,有些只適用於桌面,有些用於處理3D和大數據,有些旨在實現完美的2D渲染。

原文:

身材:身材最重要的元素是身材本身。它是在您調用figure方法時創建的,我們已經看到您可以指定它的大小,但是您也可以指定背景顏色(facecolor)以及標題(suptitle)。重要的是要知道,在保存圖形時不會使用背景色,因為savefig函數還有壹個facecolor參數(默認為白色),它將覆蓋圖形背景色。如果不想要任何背景,可以在保存圖形時指定transparent=True。

軸:這是第二個最重要的元素,對應於數據將被呈現的實際區域。也叫支線劇情。每個圖形可以有壹個或多個軸,每個軸通常由四個邊緣(左、上、右和下)包圍,這四個邊緣稱為脊線。每根刺都可以用主刻度和次刻度(可以向內或向外)、刻度標簽和標簽來裝飾。默認情況下,matplotlib只修飾左側和底部的脊線。

軸:裝飾的棘稱為軸。水平的是橫軸,垂直的是縱軸。每個標簽都由書脊、主刻度和次刻度、主刻度和次刻度標簽以及軸標簽組成。

Spines : Spines是連接軸刻度線並標註數據區域邊界的線。它們可以放置在任意位置,並且可以是可見的或不可見的。

藝術家:圖形上的壹切,包括圖形、軸和軸對象,都是藝術家。這包括文本對象、Line2D對象、集合對象、補丁對象。當圖形被渲染時,所有的藝術家都被吸引到畫布上。給定的藝術家只能在壹個坐標軸上。

翻譯:

圖形:圖形中最重要的元素是圖形本身。它是在調用figure方法時創建的。我們已經看到,您可以指定它的大小,但您也可以指定背景面顏色和suptitle。重要的是,在保存圖形時將不使用背景色,因為savefig函數也有壹個facecolor參數(默認為白色),它將覆蓋圖形的背景色。如果不想要任何背景,可以在保存繪圖時指定transparent=True。

軸:這是第二重要的元素,對應於數據將被呈現的實際區域。它也被稱為子圖。每個圖形可以有壹個或多個軸,每個軸通常被稱為脊線的四個邊緣(左、上、右和下)包圍。這些棘刺中的每壹個都可以用主刻度和次刻度(可以指向內側或外側)、刻度標簽和標簽來裝飾。默認情況下,matplotlib只修飾左邊和底部的脊線。

軸:軸上的刻度稱為軸。橫軸是X軸,縱軸是Y軸。它們中的每壹個都由脊、主刻度和次刻度、刻度標簽和軸標簽組成。

棘線:棘線是連接軸刻度線和感興趣的數據區域的邊界的線。它們可以放在任何地方,可以是可見的,也可以是不可見的。

藝術家:圖形上的壹切,包括圖形、軸和軸對象,都是藝術家。這包括文本對象、Line2D對象、集合對象和補丁對象。當圖形被渲染時,所有的藝術家都被繪制在畫布上。給定的藝術家只能在壹個坐標軸上。

原文:

根據上面的定義,當視覺效果與傳達者的意圖明顯不同時,問題就出現了。因此,在設計過程中盡早確定受眾和視覺傳達的信息是很重要的。視覺的圖形設計應該被這個意圖所啟發。

只有在確定了信息之後,才值得花時間來發展妳的形象,就像妳在寫文章的時候,只有在確定了文章的要點之後,才需要花時間來精心措辭和造句壹樣。

圖形可以顯示在各種媒體上,如海報、計算機顯示器、投影屏幕(如在口頭演示中)或壹張簡單的紙(如在印刷文章中)。這些媒體中的每壹種都代表了人物不同的物理尺寸,但更重要的是,它們中的每壹種都暗示了觀看人物和與人物互動的不同方式。

無論是描述壹個實驗裝置,介紹壹個新的模型,還是展示新的結果,妳都不能用圖形本身來解釋所有的事情——壹個圖形應該有壹個標題。標題解釋了如何閱讀該圖,並為不能用圖形表示的內容提供了額外的精確性。

所有的圖都需要至少壹些不同設置的手動調整,以更好地表達信息,無論是為了使精確的圖對廣大觀眾更加突出,還是為了選擇適合數據性質的最佳顏色圖。

色彩是人類視覺中的壹個重要維度,因此在科學形象的設計中也同樣重要。

科學圖形與其他圖形藝術作品的區別在於需要盡可能客觀地展示數據。

圖表垃圾是指在壹個圖形中發現的所有不必要的或令人困惑的視覺元素,這些元素不會改善信息(在最好的情況下)或增加混亂(在最壞的情況下)。

記住,在科學中,圖形的信息和可讀性是最重要的方面,而美觀只是壹種選擇。

有許多工具可以讓妳在創建圖形時更輕松,了解其中壹些工具可以節省妳很多時間。

翻譯:

如上所述,當願景所展示的內容與表達者的意圖出現明顯偏差時,問題就會出現。所以在設計過程中盡早確定受眾和視覺傳達的信息是非常重要的。視覺平面設計應該基於這種意圖。

只有在確定了信息之後,才值得花時間去開發妳的圖形,就像妳在寫壹篇文章的時候,只有在確定了文字的要點之後,妳才會花時間去認真地造詞造句。

圖形可以顯示在各種媒體上,如海報、計算機顯示器、投影屏幕(如演示文稿)或簡單的紙張(如印刷品)。每種媒介代表圖形的不同物理維度,但更重要的是,每種媒介也提醒觀眾與圖形互動的不同方式。

無論如何設置實驗、引入新模型或展示新結果,圖形都不能說明壹切——圖形應該附有註釋。備註解釋了如何閱讀圖表,並為無法用圖形表示的內容提供了更準確的說明。

所有圖形都至少需要對不同的默認值進行壹些手動調整,以更好地表達信息,不僅要使圖形對壹般受眾更加突出和準確,還要針對數據的性質選擇最佳的顏色映射。

色彩是人類視覺中的壹個重要維度,因此在科學圖形的設計中也同樣重要。

科學圖形與其他圖形藝術作品的區別在於,數據的呈現需要盡可能客觀地展現。

“無用的圖形”是指壹個圖中所有不必要的或令人困惑的視覺元素,這些元素不會改善信息(在最好的情況下)或增加困惑(在最壞的情況下)。

請記住,在科學中,圖形的信息量和可讀性是最重要的方面,美化只是壹種選擇。

有許多工具可以讓妳更容易地創建圖形,了解其中壹些工具可以節省妳很多時間。