Excel+Python科研繪圖

第1 章 概述 / 1
1.1 科研繪圖概述 2
1.1.1 科研繪圖的相關概念 2
1.1.2 科研繪圖的常見要求 2
1.1.3 常見的科研繪圖軟件 3
1.2 用Excel 圖形引擎繪圖 3
1.2.1 用Excel 圖形引擎繪圖的優點和缺點 3
1.2.2 用Excel GUI 繪圖 4
1.2.3 以編程方式創建和編輯科研圖表 4
1.2.4 用Excel 創建新圖表 4
1.3 用Matplotlib 圖形引擎繪圖 5
1.3.1 用Matplotlib 圖形引擎繪圖的優點和缺點 5
1.3.2 在Excel 中用Matplotlib圖形引擎繪圖 5
1.4 本書使用說明 6
1.4.1 代碼使用說明 6
1.4.2 學習資源使用說明 6
1.4.3 軟件版本使用說明 6

第2章 語言和數據基礎 / 7
2.1 在Python 中用Excel圖形引擎繪圖 8
2.1.1 Python xlwings 的安裝 8
2.1.2 Python xlwings 的兩種編程方式 8
2.1.3 使用Python xlwings 的一般過程 9

2.2 數據分類 10
2.2.1 標量、向量和矩陣 10
2.2.2 數值型數據 11
2.2.3 分類型數據 12
2.2.4 時間系列型數據 12

2.3 數據導入和導出 12

2.4 數據整理 13
2.4.1 列數據的獲取 13
2.4.2 列數據的篩選 15

2.5 數據預處理 16
2.5.1 重復值的處理 16
2.5.2 缺失值的處理 17
2.5.3 異常值的處理 18

第3 章 圖表基礎 / 21
3.1 用Excel 創建圖表 22
3.2 用Python xlwings 創建圖表 22
3.2.1 用ChartObjects 對象創建圖表 22
3.2.2 用Shapes 對象創建圖表 24
3.2.3 通過逐個添加系列創建圖表 26
3.2.4 用API 方式創建圖表工作表 27
3.2.5 綁定數據 28

3.3 圖表類型與常用屬性 29
3.3.1 設置圖表類型 29
3.3.2 設置和修改圖表屬性 34

3.4 坐標系 36
3.4.1 Axes 對象和Axis 對象 36
3.4.2 坐標軸標題 38
3.4.3 數值軸的取值範圍 40
3.4.4 坐標軸反向 41
3.4.5 坐標軸交點位置 42
3.4.6 刻度線 43
3.4.7 刻度線間隔 44
3.4.8 刻度標簽 46
3.4.9 刻度標簽間隔 47
3.4.10 刻度標簽的輸出格式 49
3.4.11 網格線 50
3.4.12 外框 51
3.4.13 雙軸圖 52
3.4.14 對數坐標圖 54

3.5 圖表元素 55
3.5.1 設置圖表元素 55
3.5.2 圖表標題 57
3.5.3 數據標簽 58
3.5.4 繪圖區 59
3.5.5 圖表區 61
3.5.6 圖例 62

第4 章 美化Excel 圖表 / 66
4.1 獲取圖表中的基本圖形元素 67
4.1.1 獲取圖表中的系列 67
4.1.2 獲取系列中的單個點 68
4.2 修改基本圖形元素的屬性 70
4.2.1 修改點的屬性 70
4.2.2 修改線的屬性 73
4.2.3 修改面的屬性 75
4.2.4 修改文本的屬性 83
4.3 著色與配色 84
4.3.1 顏色的表示 84
4.3.2 配色理論 88
4.3.3 配色工具和資源 92
4.3.4 給一組對象著色 92
4.3.5 使用顏色查找表 93

4.4 更多渲染 100
4.4.1 透明度 100
4.4.2 紋理映射 101
4.4.3 光照和材質 101
4.4.4 特效：陰影 102
4.4.5 特效：發光 103
4.4.6 特效：邊緣柔化 105
4.4.7 特效：三維效果 106

4.5 樣式和布局 107
4.5.1 內置圖表樣式 107
4.5.2 自定義圖表樣式 110
4.5.3 布局章法：留白 112
4.5.4 布局章法：主次 112
4.5.5 布局章法：疏密 112
4.5.6 布局章法：取舍 112

4.6 高質量圖表輸出 112
4.6.1 設置圖表大小 112
4.6.2 設置字體 113
4.6.3 將圖表保存為圖片 114
4.6.4 輸出矢量格式 114

第5 章 創建新圖表 / 116
5.1 在繪圖區自定義圖表的坐標 117
5.1.1 圖表區與繪圖區的位置和大小 117
5.1.2 圖表區與繪圖區的坐標系 120
5.1.3 創建空坐標系 121
5.1.4 在繪圖區添加圖形元素 122
5.1.5 坐標轉換 125

5.2 在圖表中繪制基本圖形元素 127
5.2.1 繪制點 127
5.2.2 繪制直線 130
5.2.3 繪制矩形、圓角矩形、橢圓和圓 132
5.2.4 繪制多義線與多邊形 135
5.2.5 繪制貝塞爾曲線 142
5.2.6 繪制標簽 143
5.2.7 繪制文本框 144
5.2.8 添加標註 145
5.2.9 繪制自選圖形 148
5.2.10 繪制藝術字 149

5.3 用基本圖形元素搭建新圖表 151
5.3.1 自定義堆疊柱狀圖 151
5.3.2 自定義沖擊圖 154
5.3.3 自定義散點柱狀圖 155
5.3.4 自定義三角形柱狀圖 158
5.3.5 自定義倒三角形柱狀圖 160

5.4 修改已有圖表創建新圖表 161

5.5 組合已有圖表創建新圖表 164

5.6 圖形的幾何變換 167
5.6.1 幾何變換的基本原理 167
5.6.2 平移變換 168
5.6.3 旋轉變換 169
5.6.4 縮放變換 170
5.6.5 翻轉變換 171

5.7 圖片操作 173
5.7.1 在圖表中添加圖片 173
5.7.2 圖片的幾何變換 174
5.7.3 在圖表中添加圖片示例 175

5.8 在繪圖區自定義圖表時可能遇到的幾個問題 176
5.8.1 圖表覆蓋問題 176
5.8.2 圖表變形問題 177
5.8.3 提高繪圖的速度 178

第6 章 分類型圖表 / 179
6.1 點圖 180
6.1.1 簡單點圖 180
6.1.2 復合點圖 181
6.1.3 簡單滑珠圖 182
6.1.4 復合滑珠圖 183
6.1.5 分區滑珠圖 185
6.1.6 啞鈴圖 186
6.1.7 火柴桿圖 189
6.1.8 棒棒糖圖 191

6.2 線形圖 194
6.2.1 簡單線形圖 194
6.2.2 復合線形圖 195
6.2.3 平滑線形圖 197
6.2.4 縱向線形圖 198
6.2.5 線形圖+漸變色背景 199
6.2.6 帶形圖 200

6.3 柱狀圖 201
6.3.1 簡單柱狀圖 201
6.3.2 不同色簡單柱狀圖 202
6.3.3 漸變色填充簡單柱狀圖 204
6.3.4 圖案填充簡單柱狀圖 205
6.3.5 圖片填充簡單柱狀圖 206
6.3.6 復合柱狀圖 207
6.3.7 堆疊柱狀圖 208
6.3.8 百分比堆疊柱狀圖 209
6.3.9 重疊柱狀圖 210
6.3.10 水平向漸變色填充復合柱狀圖 211
6.3.11 三維柱狀圖 212
6.3.12 三維圓錐柱狀圖 214
6.3.13 三維圓柱柱狀圖 215
6.3.14 三維棱錐柱狀圖 217

6.4 條形圖 218
6.4.1 二維條形圖與三維條形圖 218
6.4.2 堆疊條形圖 221
6.4.3 百分比堆疊條形圖 222

6.5 面積圖 223
6.5.1 簡單面積圖 223
6.5.2 復合面積圖 224
6.5.3 堆疊面積圖 225
6.5.4 百分比堆疊面積圖 226
6.5.5 漸變色堆疊面積圖 227
6.5.6 三維面積圖 228

6.6 餅圖 230
6.6.1 二維餅圖 230
6.6.2 餅圖扇區明細圖 232
6.6.3 三維餅圖 234

6.7 環狀圖 235

第7 章 數值型圖表 / 238
7.1 直方圖 239
7.1.1 一元直方圖的繪制方法 239
7.1.2 繪制一元直方圖 241
7.1.3 二元直方圖的繪制方法 244
7.1.4 繪制二元直方圖 246
7.1.5 分箱散點圖 248

7.2 核密度估計圖 256
7.2.1 一元核密度估計曲線圖 256
7.2.2 單色填充核密度估計曲線圖 259
7.2.3 漸變色填充核密度估計曲線圖 260
7.2.4 多色漸變色填充核密度估計曲線圖 262
7.2.5 復合一元核密度估計曲線圖 263
7.2.6 單色填充山脊圖 266
7.2.7 漸變色填充山脊圖 269
7.2.8 二元核密度估計曲面圖 271
7.2.9 二元核密度估計等值線圖 274

7.3 散點圖 275
7.3.1 二維散點圖 275
7.3.2 抖動散點圖 277
7.3.3 規則散點圖 281

7.4 氣泡圖 287
7.4.1 二維氣泡圖 287
7.4.2 三維氣泡圖 289

7.5 熱力圖 290
7.5.1 普通熱力圖 290
7.5.2 圓圈熱力圖 297
7.5.3 方塊熱力圖 303
7.5.4 三角形方塊熱力圖 304

7.6 曲面圖 306
7.6.1 曲面+三維填充等值線圖 307
7.6.2 曲面模型 308
7.6.3 曲面的顏色、透明度和光照 309
7.6.4 等值線圖和填充等值線圖 310

第8 章 統計圖表 / 313
8.1 數據探查 314
8.1.1 描述性統計 314
8.1.2 頻數分析和直方圖 316
8.1.3 核密度估計 317

8.2 箱形圖 319
8.2.1 箱形圖簡介 319
8.2.2 簡單箱形圖 320
8.2.3 多色簡單箱形圖 325
8.2.4 水平多色簡單箱形圖 326
8.2.5 單色漸變簡單箱形圖 329
8.2.6 多色漸變簡單箱形圖 331
8.2.7 簡單箱形圖疊加均值連線 332
8.2.8 復合箱形圖 334

8.3 小提琴圖 334
8.3.1 小提琴圖樣式1 335
8.3.2 小提琴圖樣式2 338

8.4 組合圖 340
8.4.1 雲雨圖 340
8.4.2 誤差柱狀圖 346
8.4.3 散點柱狀圖 349
8.4.4 散點箱形圖 351

8.5 與概率分布相關的圖表 354
8.5.1 QQ 圖 355
8.5.2 PP 圖 357
8.6 均值比較 360
8.6.1 配對圖 360
8.6.2 箱形圖疊加配對圖 363
8.6.3 誤差柱狀圖疊加配對圖 365
8.6.4 誤差柱狀圖標註檢驗顯著性 367

第9 章 用VBA 和C#繪制Excel 圖表 / 370
9.1 用VBA 繪制Excel 圖表 371
9.1.1 用VBA 創建Excel圖表 371
9.1.2 用VBA 美化Excel圖表 371
9.1.3 用VBA 創建新圖表 372

9.2 用C#繪制Excel 圖表 374
9.2.1 用C#繪制Excel 和WPS 表格圖表 374
9.2.2 用C#調用COM 接口實現Excel 圖表的自動化 375
9.2.3 用EPPlus 庫繪制Excel圖表 383