论文图形要素汇总| 图形展示、标注与描述
摘要：本文对图形展示、图形标注和图形描述这三个图形要素的基本要求进行了汇总。这些图形要素是论文最重要的微观元素之一，掌握这些要求，可以让图形展示更形象、让图形标注更清晰、让图形描述更准确。满足图形要素并按某种逻辑顺序介绍图形，一方面可以提高作者在论文中介绍图形的写作能力，另一方面可以增强论文的可读性。
内容构成：1 图形要素之图形展示，2 图形要素之图形标注，3 图形要素之图形描述，4 实例，5 讨论
图1 : 基本分类图形及其在论文中的出现顺序，中间图片来自【1】
1 图形三要素之——图形展示
图形展示涉及图形分类、数据展示、图形内部一些基本元素的显示、区分与标注等。
基本分类图形：有具象型、示意型和逻辑型三种类型，如图1所示。
逻辑型图的数据展示问题：图形展示当然包括图形美观程度和对数据的科学展示，这里不介绍这方面的知识，对此感兴趣的读者或作者可参见爱德华的系列文章【2】。
混合图形：两种或三种基本分类图形融合在一张图片中。
组合图形：由子图组成，包括同类型不同条件下的子图和由具象到抽象的不同类型子图。每一幅子图可用英文字母区分，以便在图注和图形描述中分别描述。
图形内部基本元素：基本元素包括坐标、曲线和其它基本图形，一些标注等。同一幅图中如有若干曲线或其它基本图形，可以用颜色和线型等区分。图形内部的标注允许缩写，缩写的展开意义在图注中说明。
如果图形涉及参数范围，那么横坐标和纵坐标的名称、刻度和数值标注需清晰可见。
2 图形三要素之——图形标注
图形标注是紧贴图形下方（个别期刊是上方）的文字性描述，必须简要介绍图形所展示的内容，让读者依据图注和图形能读懂图的内容和对应的基本条件。图形所反映的结果和结论一般不在这里介绍（因为往往有字数限制），而在正文部分的图形描述中介绍。
交叉引用：指图形序号，与图形描述中的引用序号构成交叉引用关系。
描述性标题：无论什么类型的图形，都需要给出一个如同论文标题的描述性标题，一般是短语，给出所对应的条件。
组合图形的子图短标题：接描述性标题，对每个子图各加一个短语说明子图是什么。如果是逻辑型图，还可以指明各子图展示了什么特征。
其它：重要参数如何获得可以在这里解释，对图形中的一些缩写类标注进行说明。
3 图形三要素之——图形描述
图形描述是在正文文字部分对图形的介绍，包括用图形解释有什么现象或规律，或从图形中得到了什么现象或规律。
图形描述与所指图形处在同页面，或者在图形之前的页面。
交叉引用：指图形序号，与图注中的序号构成交叉引用关系。
如何在正文描述具象型图：用文字介绍所引用的图形是什么内容，如何得到的、针对什么情况得到的。
如何在正文描述示意型图：除介绍所引用的图形有什么内容外，还需要介绍图形反映了什么原理或方法，在本文中有什么用途，等。
如何在正文描述逻辑型图：介绍图形是什么内容、用什么方法得到的和在什么条件或范围得到的，图形有什么特征或有什么趋势，指出图形给出了什么结果，这些结果给出了什么结论，等。
4 实例
这里只考虑较为复杂的逻辑型图。图2给出了文献【3】有关气候变化的图形展示和图形标注。右侧是对照图形展示和图形标注的要求的一些说明。
图2 图形展示与图形标注示例【3】
图3给出了文献【3】正文部分对图2中的图形（Fig.1）的描述（的一部分）。读者可以自己对照图形描述的要求理解。
图3 正文中的图形描述示例【3】
图形描述可以按顺序出现内容、特征、结果和结论。以下是示例：
图N给出了通过全球变暖模型计算得到的全球平均气温随碳排放增加的曲线，时间跨度为200年。可见，曲线很光滑、单调。结果表明，碳排放量的增加导致了全球平均气温缓慢增加。如果不采取减排措施，全球气温在2050年前将比工业革命前上升2度，这将对全球气候造成一定的破坏。
以上描述不一定按先后顺序，可以巧妙地组合在紧凑的文字中。以下是示例：
针对200年的时间跨度，用全球变暖模型计算得到的全球平均气温（见图N）展示了随碳排放量增加而缓慢、单调上升的趋势。如果对碳排放量不加限制，那么2050年的全球平均气温将比工业革命前增加2度，这会导致全球气候变得恶劣。
5 讨论
在解释科学与工程的原理、现象和规律方面，图形往往比文字和数字描述更具有说服力。比如说，假设你记录了10亿条温度随时间变化的数据，用2000万张纸才能勉强堆下，据此还无法看到规律。
但是，如果你画成一条曲线，那么一张A4纸的角边就能把图给放下，剩下的就是给它赋予图注，并在文中对它进行描述。
图形是论文中最基本的元素之一，图形的展示、标注和描述，构成了图形三要素。然而，如何正确地反映三要素是一个难度极高的问题。
到底是多高的难度呢？世界出版社(worldpress)推送的一篇如何描述图形的文章中，把该问题说成是福尔摩斯三烟斗问题(Three-pipe problem)，即属于一个特别复杂或具有挑战性的问题或难题【4】。比如说，图形描述往往可以看成是一篇缩小版的论文的主文结构。
因此，图形三要素既是一个十分重要的问题，又是一个有挑战性的问题。然而，图形问题往往被作者忽视。
那么，如何降低突出图形三要素的难度呢？ 可以通过在“图形由形象到抽象”与“论文的结构由浅入深"之间建立自然对应。
与论文宏观结构（即IMRaD结构）形成自然互动。引言适合具象型图，方法适合示意型图，结果适合逻辑型图。如果论文有重大发现，那么在结论部分，可以把论文得到的结果，归纳成示意型图，供其他作者采纳。
与平行节段中的内部结构形成自然互动。平行结构的论文的每一节，一般包含背景或前提、方法、结果和结论四部分。背景或前提适合具象型图，方法适合示意型图，结果适合逻辑型图，结论适合本节归纳出的示意型图。
依照以上原则，可以提高作者在论文中介绍图形的写作能力，也可以增强论文的可读性。
【1】JenChristiansen，Visualizing Science: Illustration and Beyond，Scientific American， October 25, 2018
【2】Edward Tufte's Beautiful Evidence, www. edwardtufte. com/ bboard/ q-and-a?topic_id=1
【3】Charles G. Bardeen et al，On transient climate change ...，PNAS September 5, 2017 114 (36) E7415-E7424
【4】Yuhao，How to Explain a Scientific Figure，December 3, 2014， powered by Worldpress