“绘图之王”争霸赛——Excel才是绘图王道

大家似乎都觉得在专业图表制作过程中，软件的选择极为重要。在“知乎”上曾看到一个关于科学专业图表制作软件的帖子，当有人问到用哪款软件能画出漂亮的专业图表时，网友们都给出了自己的答案：如何在论文中画出漂亮的插图？ – 科研（https://www.zhihu.com/question/21664179）。

总的来说，在科学图表的制作方面，Python、Matlab或Mathematica、R语言是比较主流的应用软件。你可能只看关于这四款软件的文字描述，没什么视觉上的差异。下面我使用相同的数据，分别应用Python，Matlab和R语言绘制散点图，图像效果如图1.2.1所示。

图1.2.1(a) 是在Python语言matplotlib中使用半透明的配色，显示出高手1所说的那高贵冷艳的风格。Python为了进一步提升自己的绘图能力，还开发了Prettyplotlib和Seaborn两个绘图包。Seaborn的绘图风格和R语言的ggplot2很类似。

图1.2.1(b) 是使用Matlab 2013a经调整和修饰展现的散点图，效果还不错。Matlab 2014b 推出了全新的Matlab图形系统。全新的默认颜色、字体和样式便于数据解释。被大家吐槽的线条锯齿的丑陋默认配色也都已经改进，抗锯齿字体和线条使文字和图形看起来更平滑。

图1.2.1(c) 是使用R语言ggplot2包绘制的散点图，灰色背景和白色网格线的搭配给人清新亮丽的感觉。ggplot2包的开发者还开发了绘图效果类似的gcookbook包。但是也如高手3所说，R语言并不能很好地展示三维立体图，这也是它最大的缺陷。

图1-2-1 不同软件绘制的散点图

图1-2-2 Excel模仿不同软件的散点图

考虑到微信会对图像进行压缩显示，现将图1-2-2的仿制图表单独提出，供大家赏析与学习：

（PS：该图表引用自《Excel数据之美-科学图表与商业图表的绘制》章节）

但是不管这三款绘图效果到底如何，这三款软件一个共有的特点就是它们需要编程才能实现绘图功能，对于大部分没有编程基础的学生来说，这是一个很大的绘图障碍。然而，你不需要担心，因为有一款不需要编程基础就能实现这些软件的绘图效果，它就是众所周知的Excel。

使用Excel 2016模仿图1.2.1绘制的散点图，如图1.2.2所示。Excel绘图效果是不是几乎跟这三款软件展示的效果一样？在绘制二维图像方面，我觉得Excel是当之无愧的剑中之屠龙宝刀，它不仅能绘制出各种软件所展示的图像效果，也能自由控制所有的图表元素。

Excel、Python、Matlab或Mathematica、R、Tableau、D3.js 是数据可视化领域中十分优秀的图表制作软件。Excel绘制科学图表的方法与配色可借鉴这几款软件。Python、R、Tableau和D3.js的图表风格和配色效果各有各的特点，都是值得深入学习并应用到Excel科学图表的绘制中。

Tableau 是桌面系统中最简单的商业智能工具软件，Tableau 没有强迫用户编写自定义代码，新的控制台也可完全自定义配置，是一款功能超级好用、效果超级美观的商业图表绘制软件，但它是一款商业软件，需要付费才能使用，而且主要应用于商业数据的分析与图表制作。

D3.js是最流行的可视化库之一。D3帮助你给数据带来活力通过使用HTML、SVG和CSS，D3重视Web标准为你提供现代浏览器的全部功能。D3.js是一款专业级的数据可视化操作编程库，是基于数据操作文档JavaScript库。所以它也需要编程才能实现，而且编程比Matlab、R和Python更复杂。

使用D3.js的d3.layout.cloud.js绘制数据可视化软件的标签云(Tag Cloud)，如图1.2.3所示。不知道你认识或熟悉的数据可视化软件有几款，但这些并不重要，只要你会使用Excel就足以解决一维和二维数据的可视化。

图1-2-3 数据可视化软件的标签云

另外，我们来看看常用的不同软件绘制效果图，包括常Origin、Sigmaplot、GraphPad、Matlab、Python、R等。

Origin：

http://originlab.com/

Origin为OriginLab公司出品的较流行的专业函数绘图软件，是公认的简单易学、操作灵活、功能强大的软件，既可以满足一般用户的制图需要，也可以满足高级用户数据分析、函数拟合的需要。Origin自1991年问世以来，由于其操作简便，功能开放，很快就成为国际流行的分析软件之一，是公认的快速、灵活、易学的工程制图软件。

Sigmaplot：

https://systatsoftware.com/products/sigmaplot/

Sigmaplot是一款最佳的科学绘图软件! 使用SigmaPlot画出精密的图型是件极容易的事，目前巳有超过十万的使用者，特别设计给科学家使用。本软件允许您自行建立任何所需的图型，您可插入多条水平或垂直轴，指定Error bar的方向，让您的图更光彩耀眼，只要用SigmaPlot将图制作完成即可动态连结给其它软件展示使用，并可输出成EPS、TIFF、JPEG等图形格式，或置放于您的网站上以供浏览。非常适合网站动态显示图形使用之场所如长时间纪录之气象，温度等等场合。

Graphpad：

http://www.graphpad.com/

GraphPad Prism是一款集数据分析和作图为一体的数据处理软件，尤其适合生物医学类，可以直接输入原始数据获得高质量的科学图表。它在统计分析上劣于SPSS 等统计软件，但是不需要输入程序语言，只需输入原始数据，容易操作，绘图美观。可与ppt，word相链接。

Matlab：

https://cn.mathworks.com/products/matlab/

https://cn.mathworks.com/products/matlab/plot-gallery.html

MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。

R：

http://docs.ggplot2.org/current/

http://active-analytics.com/blog/exploratoryanalysisofactuarialpricingdatausingrggplot2/

R是用于统计分析、绘图的语言和操作环境。R是属于GNU系统的一个自由、免费、源代码开放的软件，它是一个用于统计计算和统计制图的优秀工具。R是一套完整的数据处理、计算和制图软件系统。其功能包括：数据存储和处理系统；数组运算工具（其向量、矩阵运算方面功能尤其强大）；完整连贯的统计分析工具；优秀的统计制图功能；简便而强大的编程语言：可操纵数据的输入和输出，可实现分支、循环，用户可自定义功能。

Python：

https://stanford.edu/~mwaskom/software/seaborn/

Python是纯粹的自由软件， 源代码和解释器CPython遵循 GPL(GNU GeneralPublic License)协议。Python语法简洁清晰，特色之一是强制用空白符(white space)作为语句缩进。Python具有丰富和强大的库。它常被昵称为胶水语言，能够把用其他语言制作的各种模块（尤其是C/C++）很轻松地联结在一起。

最后，我想说，有一款平凡的软件能绘制这些软件图像的效果，但又不需要编程基础就能实现，它就是众所周知的 Excel。

” Excel才是王道！”

在二维图表方面。使用Excel仿制的Origin、Sigmaplot、GraphPad、Python、Matlab、R绘制的大部分图表，几乎没有差异，基本可以满足我们大部分的数据可视化要求。