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干货分享 | 图表配色怎么办?读完这一篇就够啦

来源:《Easycharts》,转载已获得授权。


        学术图表是论文的重要部分,然而其配色却也是让许多同学头疼的问题。读完这篇文章,老师再也不用担心我的图表配色啦!


3 颜色主题的搭配原理

        我们对相同的数据图表对比不同的颜色效果,如图1-6带散点分布的箱型图所示。(a)-(c)的颜色主题方案分别对应的软件为Excel、Origin和R (ggplot2),图(c)使用的就是图1-3 所示的4种颜色的颜色主题方案。所谓“人靠衣装,佛靠金装”,符合美学规律设计的颜色主题方案往往能很大程度上提高图表的美观程度,如图(c)所示。所以,我们很有必要研究与讲解颜色主题方案的搭配。

(a)Excel默认颜色主题

(b)Origin默认颜色主题

(c) R ggplot2默认颜色主题

图1-6 不同颜色主题的图表效果


        R语言作为经典的数据可视化语言,很大的优势就在于它的包(如经典的RColorBrewer包)提供了丰富的颜色主题方案,如图1-7所示。Origin 2017、Python(Seaborn包)等绘图软件都有参考与引入改颜色主题方案。该颜色主题方案主要可以分成三大类:单色系、多色系和双色渐变系(这个分类会在后文中详细说明)。或许你不知道,其实RColorBrewer包的颜色主题方案系列来源于一个颜色主题方案搭配网站:ColorBrewer2.0  (http://colorbrewer2.org/#type=sequential&scheme=BuGn&n=3),如图1-7-2所示。该网站提供了大量的颜色搭配主题方案,可以供用户学习与使用。强烈建议大家登陆这个网站,自己操作与观看这里面的配色方案,由于版面有限不能全面地介绍ColorBrewer 2.0配色的各个系列与功能。从另一个角度说,可以将图1-7-1看成ColorBrewer 2.0网页颜色主题系列方案的精华版。

图1-7-1 RColorBrewer包的颜色主题方案

(https://github.com/timothyrenner/ColorBrewer.jl)

图1-7-2 ColorBrewer2.0网页界面

(http://colorbrewer2.org/#type=sequential&scheme=BuGn&n=3)


        ColorBrewer 2.0的配色功能如此强大,它的颜色搭配原理又是什么样呢?其实,它的原理如图1-8所示:通过排列组合实现二值色系、单色系、双色渐变系和多色系等颜色主题方案。其中,最为常用的三种颜色搭配方法如图1-9所示。圆形分布的多色系(circular color systems)是一类特殊的多色系配色方案,如Python Seabron包的hls颜色主题方案。这类颜色方案适合时间类的周期性数据,如小时、天、月、年等有关的时序数据。

图1-8 图表绘制的颜色搭配原理

(http://www.personal.psu.edu/cab38/ColorSch/Schemes.html) 

图1-9 图表绘制的颜色搭配三原则


6 颜色主题的应用案例

        关于颜色的基础知识讲解这么多,所谓“实践出真知”,这里带大家一起来应用各个颜色主题方案,提升图表的美观性。对于多色系颜色方案的应用,大家很容易使用:直接选择一个颜色主题方案,然后修改数据系列的颜色,如图1-4所示。但是对于单色系和双色渐变系的颜色主题方案的应用,大家可能不是那么容易适应。所以,现在重点给大家讲解单色系和双色渐变系的颜色主题方案的应用。

        图1-10(a)是使用Excel 绘制的默认多色系颜色方案的带误差线柱形图,图(b)是使用单色系颜色方案(蓝色系列:)改进的《Science》期刊上的图表。虽然数据是类别型,但是使用单色系颜色主题方案更加美观。

(a)Excel多色系颜色方案;(b)单色系颜色方案

图1-10 柱形图的单色系颜色方案的应用


        图1-11(a)是使用Excel 绘制的默认多色系颜色方案的曲线散点图,图(b)是使用单色系颜色方案(橙色系列:)改进的曲线散点图,单色系颜色主题方案就是根据数据系列的数值类别设定,亮度随数值从低到高,如图例所示。图(c)是使用单色系颜色方案再改进的曲线图,省去散点数据标记,只留下曲线以暂时数据系列的规律。

(a) Excel多色系颜色方案的散点图曲线图

(b)单色系颜色方案的散点曲线图

(c)单色系颜色方案的曲线图

图1-11 散点曲线图的单色系颜色方案的应用


        图1-11-2(a)是使用红色和蓝色两种不同颜色表示相关系数的数值,蓝色表示负值,圆圈越大表示负相关越大,红色表示正值,圆圈越大表示正相关越大。但是当时有双色渐变系颜色主题()改进图表,如图(b)所示:借助圆圈填充颜色的深浅和圆圈的大小两个视觉暗示,更加清晰地表达了数据,更便于读者观察数据之间的关系。中间白色对应数值就是相关系数的分界点0。

(a) R多色系颜色方案

(b)双色渐变系颜色方案

图1-11-2 相关系数图的双色渐变系颜色方案的应用


        图1-12为时间序列的柱形图,图(a)使用蓝色填充柱形数据系列,仅仅使用长度视觉暗示表达数据。但是当时有双色渐变系颜色主题()改进图表,如图(b)所示:中间白色对应数值就是相关系数的分界点温度0,当温度越高,红色更深;当温度越低,蓝色更深。借助柱形颜色的深浅和长度两个视觉暗示,更加清晰地表达了数据,更便于读者观察时序数据的变化规律。

(a) R多色系颜色方案

(b)双色渐变系颜色方案

图1-12 时间序列柱形图的双色渐变系颜色方案的应用

(a) R多色系颜色方案

(b)双色渐变系颜色方案

图1-13 条形图的双色渐变系颜色方案的应用

(a)设置透明度前

(b)设置透明度后

图1-13-2 颜色透明度的应用


资料来源:Easycharts

本期编辑:李咪 王丽佳 张英男 彭玏

审核人:任宇飞 王冠


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