nature-figure-style

name nature-figure-style version 2.0.0 description Nature 期刊（Nature/Nature Photonics/Nature Communications 等）的两类绘图风格规则与可执行模板：数据图表（matplotlib）和架构图/示意图（Python/TikZ）。当用户要求画 Nature 风格的论文配图、数据图、折线图、柱状图、热力图、谱图、架构图、schematic、光路图、设备示意图、流程框图，或要求复刻 Nature/Science 论文风格、做投稿正图、制图、figure，又或者直接说『按 Nature 风格画』『论文配图风格』『paper figure』时务必使用本 skill。本 skill 包括：基于 22 篇 Nature/Nature Photonics 论文实证观察的尺寸/字号/线宽/坐标轴规范、recurring 配色策略与 material color recipe、可直接 plt.style.use 的 mplstyle、可调用的架构图组件函数（含 isometric chip、glow beam）、以及成品检查清单。 nature-figure-style 复刻 Nature 系列期刊 论文配图风格的工作集。本 skill v2.0 的所有数值规则都基于 /Users/wishingcat/Research/Nature 绘图/Nature 期刊绘图风格提取/figures_extracted/ 中 22 篇 Nature / Nature Photonics 论文的实证观察（2019–2026），见 references/empirical_observations.md 。 触发后的工作流（按这个顺序走） 用户给图任务 ↓ 判断是『数据图表』还是『架构/示意图』 ↓ ┌─────────────────┴──────────────────┐ │ │ 数据图表 架构/示意图 (折线/柱状/热力/谱) (光路/系统/方块流程/3D 芯片) │ │ 1. setup_nature_style() 1. 决定：A. 2D vector 块图 （读 assets/nature.mplstyle） B. 3D isometric chip 2. 读 references/data_plot.md C. 混合 (3D 上 + 2D 下) 3. 选色：默认 nature_photonics_modern 2. 读 references/architecture_diagram.md （Yao 2025 / Jin 2025 复用率最高） 3. 用 assets/nature_figure_helpers.py 4. 出图后跑 references/checklist.md 中的组件函数 + MATERIAL_COLORS + COMB_COLORS 4. 选色：见 references/color_palettes.md 5. 出图后跑 references/checklist.md 第一步永远是判断类型 ，因为两类风格走完全不同的代码路径。混合型（一张大 figure 里既有架构又有数据子图）按子图分别处理。 核心不变量（无论哪类图都要满足） 实证观察：22 篇里 100% 的论文都遵守这五条；违反任何一条都会让人一眼看出"不像 Nature"： 字体一律 sans-serif （Helvetica / Arial / Liberation Sans）。绝对不要用 serif（Times New Roman 是 Word 的味道，不是论文图的味道）。 panel 标号是粗体小写 a / b / c （不是 A、不是 (a)、不是 1.2.3）。固定贴左上角，与子图对齐，9–10 pt 加粗。 正图字号 6–9 pt ：刻度数字 6–7 pt，轴标签 7–8 pt，panel 字母 9–10 pt 加粗。这是按 Nature 实际印刷尺寸来的——单栏 89 mm 宽，双栏 183 mm 宽。 Tick 方向是 inward （ direction='in' ）。这是 22 篇里 100% 命中的最稳定特征。注意：本 skill 的旧版（v1.0）说 outward 是默认——那是错的，已修正。 线宽要细 ：坐标轴 0.6 pt，数据线 0.8–1.2 pt，参考虚线 0.5–0.7 pt。粗线条是 PPT 味，不是论文味。 关于 spine（轴线方框）的两个流派 实证观察的一个意外发现：现代 Nature Photonics 用 四面闭合方框 比 L+B 半框更常见。两个流派同时存在，按场景选： 场景 推荐 例子 谱图（光谱、PSD、频谱） 闭合方框 He 2019, Cheng 2025, Geravand 2025 log-log 图（noise、Allan deviation） 闭合方框 Cheng 2025, Jin 2025 极坐标、密集时间序列 闭合方框 Geravand 2025 简洁的折线图、柱状图 L+B 半框 Hu 2021, Feng 2024（部分），早期 Nature Photonics 散点图（强调数据轮廓） L+B 半框 Paper 11, Paper 13 本 skill 默认走闭合方框 （mplstyle 里 axes.spines.top/right: True + xtick.top/ytick.right: True ）。要 L+B 半框时显式调用 half_frame(ax) 。 配色 数据图：默认 nature_photonics_modern 实证观察：22 篇里 2024–2026 的 Nature Photonics 共有 7 篇用了非常接近的 5 色离散调色板： nature_photonics_modern = [ "#E63946" , # 红 - 主信号 / 实验组 "#F4A261" , # 橙 - 副信号 / 中间结果 "#E9C46A" , # 金黄 - 参数 3 "#2A9D8F" , # 青绿 - 参考 / 模拟 "#264653" , # 深蓝 - baseline / dark trace "#7E3FA8" , # 紫 - 5 类以上扩展 "#F46197" , # 粉 - 5 类以上扩展 "#888888" , # 灰 - 5 类以上扩展 ] 锚定论文：Yao 2025、Jin 2025、Kalinin 2025、Wang 2024、Geravand 2025（部分）。 setup_nature_style() 默认就用这套。要切换： setup_nature_style("nature_photonics_classic") — 早期 NPhoton 习惯（红+蓝+绿+橙） setup_nature_style("nature_journal") — NPG / ggsci 8 色，更偏 Cell / Nature Methods 生物风 setup_nature_style("morandi") / ("monet") — 严肃 / 柔和 子刊审美 连续 colormap 实证观察： viridis 用于 spectrogram、2D 测量矩阵、hyperspectral cube — 安全默认 inferno / magma 用于强度图、streak camera、super-resolution（Paper 11、Paper 13、Dinani 2025） eye diagram 几乎总是黑底 + cyan-green density（He 2019、Geravand 2025、Wang 2024） diverging RdBu_r 用于带正负的物理量（band structure、相位、χ⁽²⁾）— Paper 10 viridis 的暖偏版 也常见于 Jin 2025、Yao 2025 — 即不那么蓝紫的 cyan→yellow→red ramp 不用 jet （除非物理量本身需要 hue 对应 wavelength，如 Geravand polar） 详见 references/color_palettes.md 。 架构图：material color recipe 实证观察：3D / isometric 芯片图复用率极高的材料配色（见 MATERIAL_COLORS 字典）： 材料 hex 来源 Si 衬底 #1F7C3A He 2019, Geravand 2025 LNOI / 薄膜铌酸锂 #D63E8C (深) / #E58FB1 (浅) He 2019, Feng 2024 LTOI / 钽酸锂 #5E60CE Wang 2024 SiO₂ 埋氧 #E8D8B0 He 2019, Cheng 2025 金电极 #E5B83A / #F2C83A Hu 2021, Feng 2024, Yao 2025 Cu 走线 #C97B3D Geravand 2025 波导发光 / 模式 #2A9D8F (teal) Yao 2025, Hu 2021 PD / 电子学 #1E3A78 Geravand 2025 Passive 灰 #BFBFBF 通用 直接 from nature_figure_helpers import MATERIAL_COLORS; MATERIAL_COLORS["lnoi"] 。 双梳 / 双激光器配色公约 实证观察：dual-comb / pump-probe 论文有 stable color convention（见 COMB_COLORS ）： 红 #D6322B = comb 1 / signal / pump 蓝 #1F5FAE = comb 2 / LO / probe 紫 #7E3FA8 = beat / RF / heterodyne 绿 #2A8E3A = SHG / 第二激光 / auxiliary 黄 #F0C03A = EDFA / pump-fiber path 灰 #888888 = feedback / control（虚线） 锚定论文：Giorgetta 2024、Han 2024、Jin 2025、Cheng 2025、Hu 2021。 数据图表（matplotlib） 第 0 步——加载样式 ： from nature_figure_helpers import setup_nature_style, add_panel_label setup_nature_style() # 默认 nature_photonics_modern # 或者只加载样式不换 cycle： # import matplotlib.pyplot as plt # plt.style.use('<skill_dir>/assets/nature.mplstyle') 详细规则见 references/data_plot.md 。它讲： 坐标轴样式（4-spine vs L+B 何时用）、tick 方向、minor ticks 双 y 轴（颜色配对）、log 轴、polar 的具体参数 legend 位置和样式（无框、inline 替代） 误差棒 vs 误差填充带（推荐 band，alpha 0.15–0.25） 常见图型（折线、柱状、热力、散点、误差带、eye diagram、Allan deviation）的 matplotlib 模板 架构 / 示意图 详细规则见 references/architecture_diagram.md 。它讲： 三种典型样式 ：A. 2D 方块/光路图（vector）；B. 3D isometric chip 渲染；C. hybrid（3D 上 + 2D 下，或 photo + vector）— 这是 Nature Photonics 标志性混搭。 组件几何（圆角矩形、立体盒、光纤弯曲、激光器图标） 光束两种画法：vector 用 draw_optical_path （细色线），3D hero 用 draw_glow_beam （多层透明 halo） 标注引线（callout）的位置策略：thin (0.4–0.5 pt) leader line, 无箭头, 终点小圆点 何时用 matplotlib，何时建议外接 Inkscape / Blender 可调用工具： assets/nature_figure_helpers.py 里有： draw_block(ax, ...) — 圆角矩形功能块 draw_optical_path(ax, points, role="signal") — 路径，按 COMB_COLORS 取色 draw_glow_beam(ax, p1, p2, ...) — 3D hero 的发光体积光束（Kalinin 风格） draw_laser_source(ax, ...) / draw_lens / draw_mirror / draw_modulator / draw_photodetector draw_chip_rainbow(ax, ...) — 渐变芯片表面 draw_isometric_layer_stack(ax, ..., layers=[("silicon", 1.5), ("sio2", 0.6), ("lnoi", 0.4), ("gold", 0.3)]) — 多层 chip 截面（He 2019 / Wang 2024 风） add_panel_label(ax, 'a') — 加粗小写 panel 标号 callout(ax, target, text_xy, text) — 细引线标注 MATERIAL_COLORS 、 COMB_COLORS 字典 完成后的检查 每张图出完后，必须照 references/checklist.md 走一遍验证。不验证就报告完成 = 80% 概率会有破坏 Nature 感的小毛病（比如 tick 朝外了、panel label 是大写、legend 有多余边框）。 参考资料 references/empirical_observations.md — 22 篇 Nature/NPhoton 论文的实证观察原始记录 （v2.0 新增；所有数值规则的依据） references/data_plot.md — 数据图表完整规则 references/architecture_diagram.md — 架构图完整规则 references/color_palettes.md — 配色场景化建议 references/checklist.md — 出图后的检查清单 assets/nature.mplstyle — matplotlib 样式文件 assets/nature_figure_helpers.py — 架构图组件函数 + 配色字典 examples/ — 可直接跑的示例（折线、柱状、热力、架构图） 风格的"为什么"（写给将来调优的自己） Nature 系列论文图的克制感来源于三条物理约束： 印刷尺寸小 ——单栏 89 mm，所以字号必须 6 pt+，线宽必须 0.5 pt+，不然印出来糊。 黑白可读 ——审稿/打印常是黑白，所以信息层级不能只靠颜色，要靠 marker 形状、线型、文字标注。 同行评审审美 ——审稿人看过几千张图，过度装饰（阴影、3D、渐变背景）会被认为不专业。但 局部 的 3D（chip 截面、hero schematic）反而是高分项，因为它能让读者快速理解物理结构。这就是为什么 Nature Photonics 喜欢 "3D 上 + 2D 下" 的混搭。 理解这三条约束就理解了所有规则的来源；遇到本 skill 没覆盖的边角情况，按这三条原则推导即可，并优先回去翻 references/empirical_observations.md 看是否有现成例子。