你期待的Adobe illustrator 科研繪圖實例都在這裡了！

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撰文：材料人編輯部學術乾貨組劉於金

編輯：曉風

編者按：

小編是一枚科研界的小白，入行剛剛一年，折騰了一年實驗終於有了點數據，便開始寫論文。老闆給的第一任務就是把數據整理好，把器件結構圖畫好。當初心裡便想著數據用origin可以解決，結構圖用PPT來畫，應該花不了多少時間。在利用origin將數據整理成圖，然後放在PPT里進行簡單的排版時，粗一看自我感覺還可以，便全然不顧了細節。當用PPT畫結構圖時，遇到了製作的長方體不能自由改變厚度的問題，這個時候才發現PPT並不是無所不能，並開始在網上了解一些關於科研作圖的軟體並進行粗略學習，但一直不得要領，始終畫不出自己滿意的器件結構圖。直到接到編輯Adobe illustrator（AI）科研作圖實例的任務，才下定決心將其學好，有了目標離成功自然也就不遠。經過幾天的鑽研，心中稍稍有所體會，將之寫下與君共享。

一、介紹illustrator

Adobe illustrator 是Adobe公司旗下開發的一款軟體，主打商標設計，其功能與Adobe Photoshop（PS）有重合之處，操作界面也是極其相似，但是其核心內容不同，illustrator處理的是矢量圖，PS處理的則是點陣圖（矢量圖和點陣圖的區別見圖1）。因此你若熟練掌握Photoshop，你能夠迅速入手illustrator。小編因為沒有用PS處理圖形的經驗，所以摸索起來比較慢，足足用了好幾天時間。雖說illustrator主打商標設計，但是其對科研作圖的幫助一點都不亞於PPT。前面我們提到了兩個關鍵的問題。其一數據圖排版問題；其二是三維結構示意圖的繪製。接下來，我們便從這兩個實際問題入手來逐漸掌握這款軟體，同時解決小編自身遇到的科研作圖問題。

圖1：矢量圖與點陣圖

(a).未放大的原圖；

(b).a圖的矢量圖（illustrator）放大後細節；

(c).a圖的點陣圖（Photoshop）放大後的細節。

註：可以看到矢量圖放大後的細節還是很細膩很光滑，但是點陣圖放大後就是一個一個的像素點，很粗糙很模糊。這便是點陣圖和矢量圖的最大區別。詳細了解兩者區別。

二、illustrator應用於數據排版

步驟1.用origin畫出需要的圖

圖2：origin畫圖

圖2中的數據圖細節處理不夠到位，比如橫坐標名稱與坐標值重合，還有一些其他的問題，當用illustrator打開時問題會體現出來。

步驟2.將圖導出存為矢量圖模式（後綴為.ai或者.eps文件）

圖3：存矢量圖

具體儲存路徑為：File Export Graphs Open dialog image type （選為上述格式（.ai/.eps）這裡我們選的是.ai）點OK 。

步驟3.用illustrator打開矢量圖

圖4：illustrator界面

圖4是illustrator的操作界面。左側的是工具欄，中間的白色區域是白色面板畫布，中間的是我們打開的J-V曲線圖。其中最常用的就是選擇工具（工具欄中的黑色箭頭）。現在我們面臨著的問題是：1.如何將J-V曲線縮小放置在畫布區域內；2.如何將畫布放大。（若看不到圖片全貌，可以改變界面左下角的百分比進行調整）

步驟4．縮小J-V曲線放置在畫布區域內

將圖片縮小至合適大小並且放置於白色畫布中心區域的具體操作為：點擊選擇工具，然後用游標選中圖片所有區域，再將游標移至圖形邊框的邊角出。所得狀態如圖5。再按住shift鍵，拖動游標使得圖片按原比例自由放大縮小，縮小至小於白色畫布尺寸時，將圖片移至畫布區域內。然後放大畫布比例（界面處左下角有25%,將其調到合適值，便可放大畫布，或者利用快捷鍵ctrl+「+」, ctrl+「-」來進行放大縮小畫布）最後得到圖6。

圖5：illustrator操作方法

圖6：未進行「拼合透明度」的圖

這時我們會發現，曲線的邊框變得非常粗大，圖片變得很醜，沒有按原來的比例進行有效的縮小。

這時我們需要回到步驟4最開始的狀態（如何返回呢?無限按ctrl Z就可以回到你想要的「初戀狀態」了）。回到初始狀態以後，先全選圖片，然後再在操作界面頂層的「對象」欄中的下拉菜單里找到「拼合透明度」默認設置，點擊確認即可。操作完畢，即可重複之前步驟，得到正常比例的圖7。

圖7：進行「拼合透明度」的圖

步驟5:編輯圖片

步驟1-4都是在為編輯圖片做準備工作，將圖片放置於合適的畫布區域以便於我們操作。從圖4我們就發現原來規規矩矩待著origin方框里的曲線竟然「紅杏出牆」（這個問題源自於origin畫圖時，x軸原始數據超出了x軸限定範圍的區域，如：數據中x列有1-100的數據，而x軸限定只能到1-50）。這我們當然不能容忍，刪去「出牆」的部分，這放在PPT里是難以做到的，但是在illustrator里卻變得極其簡單（前提是圖片保存的為矢量圖模式）。在illustrator的矢量圖編輯中，每一個數據點都變得可編輯。我們只需要選中不需要的區域進行刪除就可以了，當然我們也能對文本以及進行編輯或者移動。（註：處理圖片的某個小區域時先選中全圖，然後右鍵選擇取消編組，這裡的編組概念相當於PPT里的合併）

經過一系列的細緻工作我們得到美麗的圖8。

圖8：細節處理後的圖

當然曲線的顏色輪廓都是可以進行細改的，小編就不一一操作了。

步驟6：多圖排版

對每一張圖都進行過細緻的處理以後就可以在illustrator中進行排版了。在左側文本欄中對圖片進行編號，然後選中需要對齊的對象在界面頂部會出現對齊欄菜單（與PPT里一樣）進行對齊。對齊完後，全選右鍵選擇編組。具體操作在圖9中有所表現。最後導出所需要的圖片格式即可。圖10是小編導出的JPEG格式圖片。

圖9：排版示意圖

圖10：排版後最終效果圖

到這裡就已經把第一部分『利用illustrator排版數據』講完了。這裡許多細節操作需要讀者們多加練習才能掌握。

我們總結一下操作過程：1.origin畫圖；2.導出矢量圖；3.用illustrator打開矢量圖；4.將需要編輯的矢量圖移置畫布中間便於操作；5.對圖片進行細節編輯；6.排版圖片並且導出圖片。

這其中涉及到的主要操作有：選擇工具（黑色箭頭），放大縮小圖片，放大縮小畫布，編組等。這部分對於有基礎的同學來說是可以輕鬆勝任，但是若是沒有相關操作基礎的同學（就像小編幾天前剛開始接觸illustrator的狀況一樣），就需要勤加練習才能得心應手。

三、illustrator畫三維結構示意圖

由於小編所研究的方向是太陽能電池，所需要繪製的也就是太陽能電池三明治結構的三維圖。那就拿該結構作為例子進行剖析講解。圖11是器件結構的最終效果圖。

圖11：最終效果圖（目的）

矽片經過制絨處理，所以硅表面是金字塔型，為的是增加吸光。該結構總共可以分解成6層（Al, Si, PEDOT：PSS, Ag魚骨電極, Pyramids，PEDOT：PSS頂層）如圖12。現在我們就從這六層逐一入手，來完成這個圖。

圖12：拆分

步驟1：繪製長方體

通過繪製長方體我們可以解決四層（Al, Si, PEDOT:PSS, PEDOT:PSS頂層），這裡說明一下，PEDOT:PSS頂層實際中並不存在，只是為了幫助透明的PEDOT:PSS支撐起魚骨型銀電極，達到較好的視覺效果而設置的。

首先是新建任務（文件新建），在界面處出現白色畫布。選擇矩形工具在畫布上畫出一個長方形（可以通過滑鼠托動得到，也可以雙擊輸入參數得到），想獲得正方形請按住shift拖動，如圖13。（註：這裡的選擇工具右下角有一個小三角，說明裡面還有其他形狀工具（需要長按滑鼠左鍵才能展開））。選擇一種填充色，描邊色選為無。然後點擊選擇工具（黑色箭頭），記得畫完矩形後及時換回選擇工具。選中整個長方形後，點擊頂層中的「效果」欄下的3D，選擇「凸出和斜角」。之後得到圖14的狀態欄。

圖13：畫矩形

圖14：畫長方體

按照紅色標註的進行設置，「位置」選擇為「離軸-前方」，「凸出厚度為100pt」，點擊確認即可。需要注意的是，選擇「離軸-前方」後，長方體的Y軸方向的長度便固定了，所固定的長度與「凸出厚度」的設置值直接相關，Z軸和X軸方向的長度則仍可以自由變換。

如圖15，畫出一個長方體後，複製出四個，改變其厚度與顏色，分別作為四層（Ag, Si, PEDOT:PSS, PEDOT:PSS頂層）。同時將PEDOT:PSS層的不透明度設置為50%，其他層的透明度為100%。

圖15：改變矩形厚度與顏色

步驟2：畫金字塔

畫金字塔時，和畫長方體用的是完全不同的方法，本也想利用三角形進行3D變換就可以變成四面體，實際上是行不通的。後來乾脆採用了拼湊的方法繪畫出金字塔。

圖16：金字塔畫法流程圖

具體的步驟如圖16所示。1.畫出兩個一樣的三角形；2.將兩個三角形的體積變小，同時右側三角形填充為深色；3.旋轉兩個三角形，使得左側三角形的右邊與右側三角形的左邊平行；4.將兩個三角形靠攏並得到了一個有立體感的金字塔形狀。其中要用到的操作主要有：多邊形選擇工具（左鍵長按矩形工具欄彈出），採用雙擊繪畫方式可選擇多邊形的邊數為3；顏色填充工具；旋轉（選中三角形後移動游標至出現弧形游標即可進行旋轉）。

畫完一個金字塔後，就可以複製出許多金字塔了。不要忘記利用快捷鍵ctrl c和ctrl v。然後將複製的金字塔排列放在矽片上。這樣就得到了我們需要的表面長滿金字塔狀的硅的示意圖。注意金字塔和硅的顏色應該一致。具體的示意圖見圖17

圖17：放置金字塔

步驟3：畫電極

利用「3D效果」將長方體繪製出來，再通過調節大小得到單根電極。圖18中的左側縱向電極與右側橫向電極操作不同的地方就在於「3D凸出選項角」中的「位置」選項不同，左側圖形為「離軸-前方」右側圖形為「離軸-左方」。將複製的多根縱向電極規則排列好，然後將單根橫向電極放置於縱向電極上面。

圖18：畫電極

這種分層的電極結構顯然不是我們想要的，這時候需要進行一下一步操作。選中所有編排好的電極，點擊滑鼠右鍵彈出對話框，選擇「編組」。編組之後，在界面頂層中「效果」欄下拉菜單里找到「路徑查找器」選擇「相加」選項。這樣便能將電極融合在一起，形成一個整體了。具體的操作與效果圖如圖19。

圖19：「相加」處理

步驟4：組合

將所有的組件都畫好以後，將其組合在一起就基本大功告成了。

圖20：組合

組合之後，對圖片進行「顆粒」化效果處理就得到最終的效果圖。其路徑為：「效果」「紋理」「顆粒」。效果處理完之後，就得到最終的效果圖了（圖11）。圖20展示了組合與效果處理的過程。畫結構示意圖的時候，最重要的就是拆解與組合的思想。如何將難以表達的元素拆解成更加簡單的元素進行簡單有效的組合，這是製作複雜圖像中的重要思想。

四、illustrator學習鏈接推薦

1.首推的是趙大羽老師的視頻教學，講的十分透徹明白。

2.第二就是十分實用的快捷鍵大法。

3.第三就是枯燥無味的illustrator基礎教程文檔，當做字典來查閱還是不錯的。

本文轉載材料人旗下資訊網站自材料牛