figures-python

name figures-python description Use when creating data visualizations for papers - generates publication-quality plots with top-journal color schemes Python 数据图表 本技能指导使用 Python 生成科研论文级别的数据图表。 Checklist 确认 conda 环境已激活（research） 确认图表类型和数据 记录数据清单（data manifest） 若使用 mock/synthetic 数据，明确标注为 planning data 使用顶刊配色方案 设置 450 DPI 分辨率 同时输出 PNG 和 SVG 检查中文字体显示 保存到 figures/ 目录 一、环境要求 1.1 conda 环境 默认环境名 ： research 激活命令 ： conda activate research 必需库 ： pip install matplotlib seaborn numpy pandas 如环境未配置，调用 environment-setup 技能。 二、图表规范 2.0 数据清单与 mock 数据边界 任何数据图都必须先有数据文件和数据清单（data manifest）。默认路径： figures/data-manifest.md figures/data/<figure-name>.csv figures/<section>/<figure-name>.py figures/<section>/<figure-name>.png figures/<section>/<figure-name>.svg figures/data-manifest.md 至少记录： Figure Data file Real/mock Source Script Outputs mock 或 synthetic 数据只允许用于规划版图表。文件名必须以 mock_ 或 synthetic_ 开头，并在图表、表格或章节草稿中保留 [待真实实验替换] 。不得把 mock 数据写成“实验结果表明”。 2.1 分辨率要求 用途 DPI 说明 期刊投稿 300-600 大多数期刊要求 顶刊投稿 450+ Nature/Science等 屏幕展示 150 PPT/网页 本技能默认使用 450 DPI 2.2 输出格式 每张图同时输出两种格式： PNG ：位图，适合网页和PPT SVG ：矢量图，适合期刊投稿 2.3 图表尺寸 类型 宽度（英寸） 适用场景 单栏图 3.5 期刊单栏 双栏图 7.0 期刊双栏/全宽 PPT图 10.0 演示文稿 三、顶刊配色方案 3.1 Nature/Science 风格 NATURE_COLORS = [ '#2E86AB' , '#A23B72' , '#F18F01' , '#C73E1D' , '#95C623' ] 3.2 Cell 风格 CELL_COLORS = [ '#4E79A7' , '#F28E2B' , '#E15759' , '#76B7B2' , '#59A14F' , '#EDC948' ] 3.3 色盲友好配色 COLORBLIND_SAFE = [ '#0077BB' , '#33BBEE' , '#009988' , '#EE7733' , '#CC3311' , '#EE3377' ] 3.4 配色原则 ❌ 禁止使用 matplotlib 默认颜色 ❌ 禁止使用纯红、纯蓝、纯绿等基础色 ✅ 同一图中颜色数量控制在 5 种以内 ✅ 确保色盲友好 四、代码模板 """ Figure X: [图表标题] 论文章节: [所属章节] """ import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt import matplotlib.font_manager as fm from pathlib import Path # 中文字体配置 CHINESE_FONT = None font_candidates = [ '/System/Library/Fonts/STHeiti Light.ttc' , '/System/Library/Fonts/PingFang.ttc' , ] for fp in font_candidates: if Path(fp).exists(): CHINESE_FONT = fm.FontProperties(fname=fp) break plt.rcParams[ 'axes.unicode_minus' ] = False # 顶刊配色 COLORS = [ '#4E79A7' , '#F28E2B' , '#E15759' , '#76B7B2' , '#59A14F' ] def setup_plot_style (): plt.rcParams.update({ 'font.size' : 10 , 'axes.titlesize' : 12 , 'axes.labelsize' : 10 , 'axes.spines.top' : False , 'axes.spines.right' : False , 'axes.grid' : True , 'grid.alpha' : 0.3 , 'legend.frameon' : False , 'savefig.dpi' : 450 , 'savefig.bbox' : 'tight' , }) def main (): setup_plot_style() fig, ax = plt.subplots(figsize=( 7 , 5 )) # === 绑定代码 === x = np.linspace( 0 , 10 , 100 ) ax.plot(x, np.sin(x), color=COLORS[ 0 ], label= 'Model A' ) ax.plot(x, np.cos(x), color=COLORS[ 1 ], label= 'Model B' ) if CHINESE_FONT: ax.set_xlabel( '时间 (s)' , fontproperties=CHINESE_FONT) ax.set_ylabel( '幅值' , fontproperties=CHINESE_FONT) else : ax.set_xlabel( 'Time (s)' ) ax.set_ylabel( 'Amplitude' ) ax.legend() # === 绑定代码结束 === # 保存 output_dir = Path(__file__).parent fig_name = Path(__file__).stem plt.savefig(output_dir / f' {fig_name} .png' , dpi= 450 ) plt.savefig(output_dir / f' {fig_name} .svg' ) plt.show() if __name__ == '__main__' : main() 五、常用图表类型 折线图 ax.plot(x, y, color=COLORS[ 0 ], linewidth= 1.5 , marker= 'o' , markersize= 4 ) 柱状图 ax.bar(x_pos, values, color=COLORS[: len (values)], edgecolor= 'white' ) 热力图 im = ax.imshow(matrix, cmap= 'RdBu_r' , aspect= 'auto' ) plt.colorbar(im, ax=ax) 箱线图 bp = ax.boxplot(data_list, patch_artist= True ) for patch, color in zip (bp[ 'boxes' ], COLORS): patch.set_facecolor(color) 散点图 ax.scatter(x, y, c=colors, s=sizes, alpha= 0.6 , cmap= 'viridis' ) 六、文件管理 目录结构 figures/ ├── chapter1/ │ ├── fig1_overview.py │ ├── fig1_overview.png │ └── fig1_overview.svg ├── chapter2/ └── chapter3/ 命名规范 文件名格式： fig{序号}_{描述}.py 示例： fig1_model_architecture.py 七、质量检查 图表内容 数据准确无误 坐标轴标签完整（含单位） 图例清晰可读 视觉效果 使用顶刊配色 分辨率达到 450 DPI 字体大小适中 文件输出 PNG 格式已生成 SVG 格式已生成 文件命名规范 八、常见问题 Q1：中文显示为方块 from matplotlib.font_manager import FontProperties font = FontProperties(fname= '/System/Library/Fonts/STHeiti Light.ttc' ) ax.set_xlabel( '中文标签' , fontproperties=font) Q2：图片模糊 plt.savefig( 'figure.png' , dpi= 450 , bbox_inches= 'tight' ) Q3：图例遮挡数据 ax.legend(loc= 'upper left' , bbox_to_anchor=( 1.02 , 1 ))