鉴于学术图表在展示科研成果中的极端重要性和核心地位，有必要从以下几个方面全面论述图表技巧：矢量图和像素图、插图清晰度、照片插图、复合图、数字表达、图表原理、图表内容结构、图表格式、图表英文、图片制作技巧。
本文介绍了插图的内容构建方法。
图表的基本要素包括：(1)图序(图号)或表序(表号)，用于表示图例或表的数量；(2)图片或表格的标题；(3)横纵标题，即插图横纵轴的名称、符号和计量单位，或标题，用于说明横纵项的含义；(4)插图的水平和垂直坐标比例，包括主要和次要比例；(5)图例说明；(6)插图或表格注释，对符号、公式、方法、数据来源等内容添加文字说明。放在图表的底部。
插图构造的第一步是选择正确的插图类型。常用的纸质插图类型有散点图、折线图、条形图、饼图等。散点图和折线图适用于连续数据，直方图和条形图适用于离散数据，饼图适用于构成比例等于100%的数据。折线图和散点图的区别在于折线图的横轴可以是数字，也可以是文字，而散点图的横轴只能是数字，不能是文字。条形图和条形图的区别不仅在于条的垂直和水平方向不同，还在于条形图可以容纳分类项目的长标签，而条形图在处理长标签时会使标签倾斜，不方便读者阅读。
在选择插图类型时，最容易犯的一个错误是用散点图或折线图来处理离散数据，试图表达数据的变化趋势。比如有五种疾病，需要为它们画一个共同的检查指标。如果把1、2、3、4、5作为这五种疾病在横轴上的编码，把指数值作为纵轴，用散点图画出一条连接五个数据点的变化曲线，这种作图方法是很容易误导的，因为这五种疾病之间实际上并没有一定的趋势关系。比较这五种疾病的正确图解类型应该是善于处理离散数据的直方图或条形图。
插图构建的第二步是制作一个高效的数据图模板。下面以科研中最常用的XY散点图为例，说明五线图的模板练习。科学研究往往需要探索响应参数相对于因子参数的变化规律。因素是自变量，响应是因变量。大多数科研问题都是两个以上因素、多个响应的问题。比如发动机转速是一个因素，而发动机负荷是另一个因素；包括发动机的气体温度、压力、燃油消耗率等几十个参数。使用Microsoft Excel在一分钟内为这几十个响应参数快速绘制几十幅插图，并且在反复修改数据后重复绘图是一个巨大的挑战。所以需要编制一个绘图模板，这样将数据复制粘贴到Excel中后，可以自动生成几十个插图，并且这个模板可以重复使用。
散点图的模板设计中，第一因子可以放在横轴上，第二因子的五个水平值(值)分别对应五条曲线，如图1所示。为第二个因子选择五个水平值的原因是为了确保可以对数据执行三阶多项式拟合。如果只有三个数据点，可以只进行一阶拟合，即拟合一条直线，使三个数据点与直线的误差平方和最小，即拟合误差最小。如果有4个数据点，可以拟合二阶曲线。如果有五个数据点，则可以拟合三阶曲线。
由于Excel数据页的列是按照A、B、C、…、Z、AA、AB、AC、…、AZ、BA、BB、BC、…、BZ、…、等顺序排列的。可以在绘图模板中设置第一条曲线来对应A系列数据，即26列AA，AB，AC，…，AZ数据，并且可以在绘图模板中设置第一条曲线。这样，第一曲线反映了当第二因子的值为其第一水平值时，相对于第一因子的响应变化规律。第二条曲线反映了当第二个因子的值为其第二个水平值时，响应相对于第一个因子的变化规律，以此类推。第一个因子最多可以容纳26个水平值(例如，对应于AA到AZ列的数据)，这通常就足够了。
如果图1的纵轴对应于第一响应，则可以通过复制图1并修改纵轴数据设置来生成对应于第二响应的模板图。以此类推，就可以得到剩下几十条回复的模板图。这种五行图形模板对于扫描科研工作中常见的二维参数变量(对应两个因子)的值非常方便有用，可以实现快速出图。
当然，如果不用Excel，也可以用MATLAB软件做一个五行图表模板。
图1五行图模板示例
插图构造的第三步是掌握高效制作文字示意图的方法。除了数据图，科研中还经常用到文字图，包括流程图、逻辑图、层次图、循环图等。在微软Office 2007出现之前，画文字图是很麻烦的。通常在PowerPoint中需要使用线条、方框、箭头等基本的绘图元素进行逐一拼接，需要花费大量的金钱在统一格式、对齐位置等艺术细节上时间。从2007版的Microsoft Office开始，在PowerPoint、Word和Excel中，在“插入”菜单下增加了一种极其方便的文本示意图，称为SmartArt graph(图2)，它使用户能够通过使用大量预设的模板，轻松快速地创建列表、流程、循环、层次、关系、矩阵和金字塔图等七种类型的图表，每种类型都包括许多不同的布局格式供用户使用。SmartArt图形的左侧将显示一个文本窗口，用户可以在原理图中输入和修改所需的文本内容。图2至9示出了PowerPoint软件中SmartArt图形的截屏。从图中可以看出，PowerPoint预置模板格式丰富，功能强大。
图2 PowerPoint中的SmartArt菜单位置
如图3所示，列表类型的SmartArt图形可以用适当的颜色和几何形状显示分组的信息块，这对于总结论文的论点或执行摘要非常有用。
图3 PowerPoint中SmartArt图形列表类型的不同布局格式
如图4所示，流程类型的SmartArt图形可以用各种箭头和长方块显示流程。用户不再需要花钱时间自己拼接箭头和色块的位置，对于介绍论文中用到的科研方法和实验步骤非常有用。
图4 PowerPoint中SmartArt图形流程类型的不同布局格式
如图5所示，循环型SmartArt图形可以用各种箭头和色块显示循环或迭代过程，这对于介绍论文中使用的方法和科研步骤非常有用。
图5 PowerPoint中SmartArt图形循环类型的不同布局格式
如图6所示，层次结构类型的SmartArt图形可以显示各种组织或逻辑结构中的层次或平行关系，这对于引入组织结构或事件的逻辑推理非常有用。
图6 PowerPoint中SmartArt图形层次类型的不同布局格式
如图7所示，关系类型的SmartArt图可以以汇总、分解、比较的各种逻辑关系形式显示各种因素之间的关系，对于论文结论部分和讨论部分的逻辑推理非常有用。
图7 PowerPoint中SmartArt图形关系类型的不同布局格式
如图8所示，矩阵类型的SmartArt图形可以用四个象限的形式表达二维平面上元素的逻辑关系，这对于用排列组合的方法介绍论文中的逻辑分类非常有用。
图8 PowerPoint中SmartArt图形矩阵类型的不同布局格式
如图9所示，金字塔图类型的SmartArt graphics可以将系统工程中自上而下的系统设计思想和自下而上的系统集成思想以金字塔的形式表达出来，对于总结论文中的科研方法和产品开发过程非常有用。
图9 PowerPoint中SmartArt图形金字塔类型的不同布局格式
