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Python（四）——SVG 图坐标轴数字和其他文本设置总结

article 2025/1/6 19:02:03

在学术论文中，图像的质量和规范性直接影响文章的专业性和表达效果。尤其是在使用 Python 绘制 SVG 图时，图像的字体选择、大小设置、以及整体样式需要符合期刊或会议的要求。这不仅能提升视觉呈现的清晰度，还能增强论文内容的可读性和说服力。因此，合理设置坐标轴字体（如数字使用“Times New Roman”、文字使用“宋体”）和调整图像细节是学术制图中不可忽视的重要环节。

1. 设置全局字体

from matplotlib import rcParams

# 全局设置字体为 Times New Roman
rcParams['font.family'] = 'Times New Roman'

作用：

设置 matplotlib 的默认字体为 Times New Roman，这样坐标轴刻度、图例等元素会使用这个字体。
如果其他地方未单独指定字体，默认会采用这里的设置。

这里如果设置了字体但没用，也可以指定字体的路径，去采用自己系统中的字体：

# 动态加载字体文件路径
sim_sun_path = 'path/to/simsun.ttf'  # 替换为宋体字体文件的路径
simsun_font = font_manager.FontProperties(fname=sim_sun_path)

这样后面的字体就使用simsun_font，如

ax.set_xlabel('X 轴', fontproperties=simsun_font, fontsize=12)

2. 创建图表

fig, ax = plt.subplots(figsize=(6, 4))  # 设置图表大小

作用：

使用 plt.subplots 创建图表，返回两个对象：图形对象 fig 和坐标轴对象 ax
- fig（Figure 对象）：
  整个图表的容器，包括所有的坐标轴、标题、图例等内容。它表示整个图形的框架。
- ax（Axes 对象）：
  表示具体的坐标轴，通常包含数据、刻度、标签、标题等元素。一个图形可以包含多个坐标轴（比如子图）。
```
fig, ax = plt.subplots(figsize=(6, 4))  # 创建一个包含 6x4 英寸大小的图表
ax.plot([1, 2, 3], [4, 5, 6])         # 在 ax 中绘制曲线
ax.set_title('标题')                  # 设置坐标轴标题
fig.suptitle('全局标题')              # 设置图表的全局标题
plt.show()
```
- fig.suptitle()：设置整个图形的标题。
- ax.set_title()：设置某个子图的标题。
figsize 参数指定图表的宽度和高度（单位为英寸），可以根据需要调整以适应论文或报告格式。

这里注意：

这里fig, ax = plt.subplots(figsize=(6, 4)) 这样定义，也可以直接plt.subplots(figsize=(6, 4)) ，后面代码同样也可以直接plt.grid , ax.grid等 主要是因为这里只有一个图，如果是多个图的话就不可以这样。

如果是单个子图，plt.grid 和 ax.grid 效果相同。但如果是多子图：

plt.grid 和 plt.grid 只作用于当前活动的子图。
如果需要对特定子图操作，建议使用 ax.grid和 ax.grid 。

3. 绘制曲线

x = [1, 2, 3, 4, 5]
y = [1, 4, 9, 16, 25]
ax.plot(x, y, label='曲线示例', color='blue', linewidth=2, marker='o')  # 增加颜色、线宽、标记样式

作用：

定义曲线数据：x 为横坐标，y 为纵坐标。
绘制曲线，设置以下样式：
- label='曲线示例'：为曲线添加图例说明。
- color='blue'：曲线颜色为蓝色。
- linewidth=2：曲线宽度为 2。
- marker='o'：在数据点处添加圆形标记。

4. 设置坐标轴标签和标题

ax.set_xlabel('X 轴', fontname='SimSun', fontsize=12)  # 使用宋体
ax.set_ylabel('Y 轴', fontname='SimSun', fontsize=12)  # 使用宋体
ax.set_title('标题示例', fontname='SimSun', fontsize=16)  # 使用宋体
ax.set_aspect('equal', adjustable='datalim')  # 设置轴比例相等

作用：

设置 X 轴和 Y 轴的标签以及图表的标题。
fontname='SimSun'：设置字体为宋体，适合中文显示。
fontsize：调整字体大小，标题比坐标轴标签略大。
ax.set_aspect() 的作用是将图形的 X 轴和 Y 轴的缩放比例设置为相等，确保图形不会失真。其中'equal': 设置 X 和 Y 轴的比例为 1:1。adjustable='datalim': 允许根据数据范围调整轴的显示。

这里同样需要注意：

如果使用plt来设置，需要修改为以下内容：

plt.xlabel('X 轴', fontname='SimSun', fontsize=12)  # 使用宋体设置 X 轴标签
plt.ylabel('Y 轴', fontname='SimSun', fontsize=12)  # 使用宋体设置 Y 轴标签
plt.title('标题示例', fontname='SimSun', fontsize=16)  # 使用宋体设置标题
plt.gca().set_aspect('equal', adjustable='datalim')  # 获取当前轴对象，并设置轴比例相等，或plt.axis("equal")

5. 设置刻度样式

ax.tick_params(axis='both', which='major', labelsize=10, direction='in', length=6)
ax.tick_params(axis='x', rotation=45)  # X 轴刻度旋转 45 度

作用：

axis='both'：同时设置 X 和 Y 轴刻度。
which='major'：调整主刻度的样式。
labelsize=10：设置刻度标签字体大小为 10。
direction='in'：将刻度线向内指。
length=6：设置刻度线的长度。
rotation=45：将 X 轴刻度标签旋转 45 度，防止标签重叠。

6. 设置次刻度线

ax.tick_params(which='minor', length=4, color='red')  # 设置次刻度线样式
ax.minorticks_on()  # 添加次刻度线

作用：

开启次刻度线显示。
which='minor'：专门调整次刻度线。
设置次刻度线的长度为 4，并使用红色以区分主刻度线。

7. 添加图例

# 添加图例
legend = ax.legend(
    prop={'family': 'SimSun', 'size': 12},  # 图例字体和大小
    loc='upper left',                      # 图例位置
    frameon=False ,                         # 去掉图例边框
    fancybox=False
)

# 设置透明度
legend.get_frame().set_alpha(0.7)  # 设置图例背景透明度

作用：

添加曲线图例。
prop={'family': 'SimSun', 'size': 12}：将图例字体设置为宋体，字体大小为 12。
loc='upper left'：将图例放置在图表的左上角。
frameon=False：完全关闭图例的边框，使其无框显示
fancybox=False：关闭图例边框的圆角效果。如果边框已经关闭，此参数可以忽略。
legend.get_frame().set_alpha(0.7) ：如果想让图例整体透明，可以使用 get_frame().set_alpha() 方法手动设置图例的透明度（0 完全透明，1 不透明）

8. 添加网格线

ax.grid(True, linestyle='--', alpha=0.7)  # 改成 False 则去掉网格线

作用：

设置网格线的显示样式。
True：显示网格线（设置为 False 时隐藏）。
linestyle='--'：网格线为虚线样式。
alpha=0.7：设置网格线的透明度。

9. 隐藏右边和上边框

ax.spines['right'].set_visible(False)
ax.spines['top'].set_visible(False)

作用：

隐藏图表右边和上边的边框，仅保留左边和下边框，使图表更加简洁。

10. 调整边距和布局

plt.tight_layout()

作用：

自动调整图表的边距，确保图表内容（如标签、标题）不被裁剪。

11. 保存和显示图表

plt.savefig('output.svg', format='svg')  # 保存为 SVG 文件
plt.show()  # 显示图表

作用：

将图表保存为 SVG 格式，便于高质量编辑或插入论文。
使用 plt.show() 显示图表，方便预览效果。

最后，总得代码如下:

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib import rcParams

# 全局设置字体为 Times New Roman
rcParams['font.family'] = 'Times New Roman'

# 创建图表
fig, ax = plt.subplots(figsize=(6, 4))  # 设置图表大小

# 绘制简单的曲线
x = [1, 2, 3, 4, 5]
y = [1, 4, 9, 16, 25]
ax.plot(x, y, label='曲线示例', color='blue', linewidth=2, marker='o')  # 增加颜色、线宽、标记样式

# 设置坐标轴标签和标题
ax.set_xlabel('X 轴', fontname='SimSun', fontsize=12)  # 使用宋体
ax.set_ylabel('Y 轴', fontname='SimSun', fontsize=12)  # 使用宋体
ax.set_title('标题示例', fontname='SimSun', fontsize=16)  # 使用宋体

# 设置刻度字体为 Times New Roman，调整刻度方向和旋转
ax.tick_params(axis='both', which='major', labelsize=10, direction='in', length=6)
ax.tick_params(axis='x', rotation=45)  # X 轴刻度旋转 45 度

# 设置次刻度线的样式
ax.tick_params(which='minor', length=4, color='red')      
ax.minorticks_on()  # 添加次刻度线

# 添加图例
legend = ax.legend(
    prop={'family': 'SimSun', 'size': 12},  # 图例字体和大小
    loc='upper left',                      # 图例位置
    frameon=False ,                         # 去掉图例边框
    fancybox=False
)

# 设置透明度
legend.get_frame().set_alpha(0.7)  # 设置图例背景透明度

# 添加网格线
ax.grid(True, linestyle='--', alpha=0.7)  #改成False则去掉网线格

# 隐藏右边和上边框
ax.spines['right'].set_visible(False)
ax.spines['top'].set_visible(False)

# 调整边距和布局
plt.tight_layout()

# 保存为 SVG 文件
plt.savefig('output.svg', format='svg')
plt.show()

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