¿Qué software se puede usar para hacer una trama ‘Ciencia o Naturaleza digna’?

Las tramas de Ciencia y Naturaleza deben ser simples, claras y llenas de datos interesantes . No tienen que ser complicados, difíciles o incluso creativos.

Casi todas las figuras en Nature caen en una de las categorías:

  • Gráficos (gráficos de Python o Matlab) : con mucho, el más común
  • Visualizaciones 3D ( visualizaciones Paraview o VisIT)
  • Gráficos vectoriales (dibujos de Illustrator o Inkscape)
  • Fotos (retocadas en Photoshop o Gimp)

Esencialmente, cualquier software que pueda hacer una figura puede hacer una figura digna de la naturaleza / ciencia. si aprende a usar cuatro piezas de software, una para cada una de estas categorías, y desarrolla un sentido de color y diseño medio decente, entonces puede hacer un diagrama digno de Ciencia / Naturaleza a partir de cualquier información digna de Naturaleza / Ciencia.

Obtener los datos es la parte difícil.


1. Gráficos : gráficos de dispersión, líneas de tendencia, histogramas, gráficos de contorno, superficies 3D, campos vectoriales simples

Puedes hacer la gran mayoría de tus figuras usando tu lenguaje de programación científica favorito.

  • Biblioteca matplotlib de Python ( parcelas limpias, simples y atractivas)
  • R (gratis, similar a Python)
  • MATLAB (configuración predeterminada menos bonita que matplotlib)

Si no conoce ningún lenguaje de programación científica, puede usar:

  • Excel (muchos científicos lo desprecian: es muy malo para manejar grandes conjuntos de datos, no hace animaciones fácilmente y los resultados no son muy fáciles de modificar o reproducir)

Esto se parece a un diagrama de Python predeterminado. Tenga en cuenta las líneas limpias y la legibilidad.

(del papel de la captura y utilización de CO2 en la mitigación del cambio climático)

Esta figura muestra (a) un simple diagrama vectorial 2D; (b) una imagen 2D, y (c) una serie temporal. Parece matlab o matplotlib, con detalles de acabado (letras, barras de escala, flecha roja, círculos verdes y azules) añadidos más adelante en un programa de gráficos vectoriales.

(de sincronización débil y oscilación colectiva a gran escala en suspensiones bacterianas densas)


2. Estructuras 3D complejas: flujo de fluidos, combustión, estructuras moleculares, astrofísica.

Tiene dos opciones de código abierto para la visualización en 3D:

  • Visitar
  • ParaView

VisIT y ParaView son programas gráficos dedicados. Le permiten elegir sus propios mapas de color, mostrar líneas de flujo en un flujo, rotar libremente estructuras 3D y renderizar objetos con textura e iluminación realistas.

ParaView tiene una curva de aprendizaje más suave y viene con más recursos en línea que VisIT, pero se bloquea con más frecuencia.

Si tiene un gran conjunto de datos en 3D, necesitará mucha potencia informática. Recomiendo usar el software que es más fácil de instalar (o mejor aún, ya está instalado) en el clúster informático de alto rendimiento de su institución.

(simulación de la energía auto-similar en grandes cúmulos de galaxias)

(del aprendizaje automático predice el aspecto de las células madre)

Estos cristales se visualizan como colecciones de esferas. Se han agregado luces y sombras, ya sea en VisIT o en Paraview, para resaltar las formas 3D de los cristales.

(de Predicción del crecimiento de cristales a través de un modelo de partición tridimensional cinético unificado)


3. Gráficos vectoriales : ilustraciones conceptuales, carteles, detalles finales (como títulos, texto, flechas, énfasis)

Para ilustraciones y para agregar detalles a una figura existente , use su software de gráficos vectoriales favorito:

  • Ilustrador Adobe
  • Inkscape (toma de código abierto en Illustrator)
  • Licuadora (para estructuras 3D)

(del papel de las inestabilidades locales en la invasión de fluidos en medios permeables)

La figura (a) es una ilustración de gráficos vectoriales. Las figuras (bd) son tramas simples en 2D creadas en un programa como Python.

(del mapeo de una dimensión no espacial por el circuito hipocampal-entorrinal)


Para editar fotografías , puede usar:

  • Photoshop
  • Gimp (toma de código abierto en Photoshop)

(estrella de mar de Biocontrol: corona de espinas no más)


Mi grupo de investigación usa Python y MATLAB para el 90% de nuestras parcelas. Ocasionalmente utilizamos Paraview para hacer mapas en 3D, Gimp para editar fotos de trabajo de campo e Inkscape para esbozar conceptos (como un paisaje con una red fluvial simplificada). También usamos Inkscape para agregar toques finales, como texto, resaltados o flechas, a nuestros gráficos.

Debe usar cualquier software que coincida con sus habilidades y con los resultados que desea presentar.

Eso sería VisIt. (Quizás más visualización de datos que la trama tradicional, pero bueno, si vas por la naturaleza …).

Esta imagen es de una simulación a gran escala de una supernova de tipo Ia. Se cree que una supernova de tipo Ia es una pequeña estrella llamada enana blanca (una estrella del tamaño de la tierra con una masa de aproximadamente 1,4 veces la del sol) que detona y libera una gran cantidad de energía. En la imagen, el contorno azul tiene una densidad de 1 × 10 ^ 6 g / cm ^ 3, que representa aproximadamente la ubicación de la superficie de una estrella enana blanca y el contorno naranja es una variable que rastrea una interfaz detrás de la cual se encuentra la ceniza. sobrante de la quema nuclear.

En esta simulación, comenzamos con una pequeña chispa ligeramente descentrada dentro de la estrella. Esta chispa hará que se propague una llama nuclear, quemando combustible nuclear y formando una burbuja grande, caliente y flotante. Esta burbuja crece y sube rápidamente. Después de un corto período de tiempo (aproximadamente un segundo), la burbuja estalla de la superficie de la estrella y expulsa el combustible nuclear quemado (cenizas) que vuela al espacio.

Sin embargo, la gravedad en la superficie de la estrella es muy fuerte, por lo que la ceniza, que ahora se mueve muy rápido, se limita a la superficie de la estrella. Esta ceniza brota de la superficie de la estrella como una fuente y, dado que está confinada a la superficie de la estrella, se extiende muy rápidamente para cubrir la superficie y eventualmente colisionará consigo misma en el punto opuesto de donde estalló. Creemos que esta colisión violenta causará una detonación que hará explotar toda la estrella. La imagen muestra la simulación después de que la burbuja caliente ha atravesado la superficie y la ceniza se está extendiendo alrededor de la superficie de la estrella. Simulación a gran escala de una supernova de tipo Ia

La visualización presentada muestra un diagrama de pseudocolor que resalta una inestabilidad de Raleigh-Taylor causada por dos fluidos de mezcla. Inestabilidad de Raleigh-Taylor

Esta instantánea fue tomada de una película basada en datos de una simulación de convección de Rayleigh-Bénard. El sistema es un fluido calentado desde abajo y enfriado desde arriba con paredes laterales periódicas y placas horizontales impermeables. La cantidad visible es la temperatura del fluido, donde rojo y azul indican fluido caliente y frío, respectivamente. Usando el renderizado de volumen con proyección de rayos y un perfil de opacidad dependiente de la temperatura, la temperatura media se ha hecho transparente. Esto da como resultado que los extremos de temperatura sean claramente visibles y la posibilidad de ver a través del sistema, revelando la estructura 3D. Se pueden distinguir claramente las plumas térmicas a pequeña escala y la circulación a gran escala, ambas estructuras coherentes características en este tipo de flujo. Simulación de convección de Rayleigh-Bénard

Simulación por computadora del crecimiento dendrítico en una aleación de enfriamiento Al + Cu. Hemos simulado un cubo con una longitud lateral de 0.2125 mm que consiste en aluminio líquido mezclado con cobre al 2% a una temperatura inicial de 919.25 ° K. La gráfica muestra el gradiente de concentración del cobre alrededor de la dendrita sólida. A medida que el aluminio cristaliza primero, la fase líquida junto a la dendrita exhibe una mayor concentración de Cu. Crecimiento dendrítico en una aleación de enfriamiento Al + Cu

Esta figura muestra los primeros pasos del crecimiento de un flujo zonal no lineal en una simulación numérica PIC de la turbulencia de gradiente de temperatura iónica girocinética (ITG) en un plasma de fusión tokamak. Crecimiento del flujo zonal no lineal

Los dólares de sus contribuyentes (estadounidenses) en el trabajo. Sí, es software libre. Desde la página de inicio de Visitar:

VisIt fue desarrollado originalmente por la Iniciativa de Simulación y Computación Avanzada (ASCI) del Departamento de Energía (DOE) para visualizar y analizar los resultados de las simulaciones de terascala. Fue diseñado con un alto grado de modularidad para soportar el despliegue rápido de la nueva tecnología de visualización. Esto incluye una arquitectura de complementos para lectores personalizados, operadores de datos y gráficos, así como la capacidad de admitir múltiples interfaces de usuario diferentes. Tras un esfuerzo de creación de prototipos en el verano de 2000, se desarrolló y lanzó una versión inicial de VisIt en el otoño de 2002. Desde entonces, se han agregado al código fuente abierto más de 100 lectores de bases de datos, 60 operadores y 20 parcelas. Además, las organizaciones comerciales, gubernamentales y académicas en los EE. UU., Europa y otros lugares han desarrollado y mantenido complementos patentados e interfaces de usuario para sus propias necesidades. Aunque la fuerza impulsora principal detrás del desarrollo original de VisIt fue para visualizar datos de escala ASCI, VisIt también ha demostrado ser muy adecuado para visualizar datos a menor escala a partir de simulaciones en sistemas de escritorio. Debido a su aplicabilidad más allá de la visualización de datos de escala de escala, estamos haciendo que VisIt esté disponible gratuitamente como un producto de código abierto con licencia BSD. Visitar

gnuplot es uno de los mejores paquetes de software que existen para trazar. Sin embargo, no publicas en Science and Nature teniendo tramas elegantes *.

* Publicas en Science and Nature conociendo bien al editor (sarcástico).

Las tramas en Ciencia y Naturaleza no siempre son tan geniales. He visto muchos problemas con ellos,

Sin embargo, puedes hacer tramas realmente geniales en muchos paquetes. Probablemente lo mejor para los gráficos “personalizados” sigue siendo R, pero SAS ha mejorado mucho sus gráficos y sus gráficos predeterminados de los procedimientos estadísticos ahora son muy buenos, cerca de la calidad de publicación. Pero incluso puede hacer buenos gráficos en Excel, si es lo suficientemente inteligente y trabaja lo suficiente (vea el trabajo de Jon Peltier).

No sé sobre otros paquetes.