【技術專欄】繪制三維圖片太難？PPT幫你輕松搞定

Alisa 5年前 (2019-03-15) 11261瀏覽

【引語】

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我們在閱讀文獻時發現，好的paper大多有著美觀的配圖，而一篇paper最先受到讀者關注的往往就是配圖。一般來講，除去數據圖表以外，文章中需要使用制圖軟件繪制的配圖主要有圖文摘要（TOC）、實驗工藝步驟、原理或機理分析的示意圖、文章的封面等。制圖軟件有很多，常見的有用于三維建模和動畫制作的3D Max，C4D，Maya等，用于圖片處理和美化的PS（也可以繪制出一定的三維效果）。但是，這些軟件都比較博大精深，需要付出很多的時間去學習。我們在閱讀文獻時發現，其實很多paper用PPT也可以制作出非常漂亮的三維圖片，譬如下面的例子。相對而言，PPT就要容易學習一些。

除了簡明美觀的實驗流程圖以外(Ref. IR-Driven Ultrafast Transfer of Plasmonic Hot Electrons in Nonmetallic Branched Heterostructures for Enhanced H₂?Generation.?Advanced Materials 30(9):1705221)，還有高端大氣的封面:

PPT的功能其實非常強大，能夠實現一部分PS的功能，如摳圖、加蒙版、著色等等；此外，PPT圖形間的布爾運算也是一項很重要的功能，這里就不贅述了。今天主要介紹的是利用PPT的三維旋轉來制作三維圖片，以鋰硫電池模型作為例子。最終的效果如下圖所示：

其構造主要為以下圖形元件

制作步驟：

1.創建一個圓形，填充中等深度的顏色，太淺的話光源照射時反射太亮，深色則太暗。選中圖形，選擇無輪廓，選擇三維旋轉，設置深度為180磅。此時，XYZ旋轉為（0,0,?0）度。

2．XYZ旋轉設置（0,?290,?0），發現圖形已經有了厚度變成了圓柱。

小注釋：簡單介紹一下我的個人理解，PPT的三維旋轉可以這么認為：屏幕為XY平面，垂直屏幕方向為Z軸，攝像機一直在-Z方向（俯視屏幕），物體繞坐標軸按照設置的度數旋轉，深度為賦予二維形狀的厚度，距底邊高度為物體距XY平面的距離。因此，一般作圖步驟為先在XY平面（0,?0,?0）即初始屏幕位置繪制二維圖形或線段，調好圖形位置；然后XYZ旋轉設置（0,?270,?0）位置（此時圖形與初始位置垂直），設置距底邊高度（即調節Z值），兩個視圖確定物體在空間的位置即確定。然后調整XYZ旋轉到需要的位置，比如這個模型選擇了（0, 290, 0）。

3.粉紅色圓柱的材料選擇半透明→最淺，圓柱變成了透明的顏色。

4.復制該圓柱，調節顏色為淺灰色，深度為14磅，頂部棱臺選擇圓形，寬度高度都是3磅，材料選擇金屬，調好位置與紫色圓柱對齊。灰色圓柱有了金屬光澤，頂部有了圓角。如下圖所示：

5.再復制幾份灰色的金屬圓柱，在格式中調節高度和寬度，即調節二維母圖形圓形的大小。參數依次為：圖形高度寬度3.3、3.3厘米，深度3磅，圓形棱臺寬度高度4、4磅；高度寬度2、2厘米，深度2磅，棱臺寬度高度3、3磅；高度寬度1.2、1.2厘米，深度10磅，棱臺寬度高度0、0磅。然后調整好圓柱的圖層和位置。

6. 再復制出4個圓柱分別作為電池底部（底部灰色有棱臺圓柱）、鋰負極（紫色圓柱）、隔膜（綠色圓柱）和正極（黃色圓柱），賦予個人喜歡的顏色。需要注意的是中部綠色圓片作為隔膜，深度是1磅，賦予30%的透明度。四個圓柱材質仍選擇金屬，紫色、黃色、綠色圓柱選擇無棱臺。調整好圖層位置，粉紅色電池柱體在底層。此時，圖形已經初步有了電池的樣子。

7.添加如圖兩個箭頭，賦予20%透明度，調整好圖層的前后關系。此時已經有好幾個圖層了，可以將一些圖形組合在一起。將選擇窗格打開，右側出現類似于PS的圖層欄。在圖層欄拖動圖層上移即向頂層移動，下移即向底層移動。注意圖層順序，前面無透明度的圖層會擋住后面的圖層，和眼睛看景物是一致的，一葉即可障目。下圖中，組合4包括電池頂部4個灰色的圓柱（橢圓49-52對應從下到上的灰色圓柱）和1個黃色的圓柱（橢圓57），箭頭：下弧形60對應綠色隔膜上方的紅色箭頭，橢圓56對應綠色的隔膜，箭頭：下弧形59對應綠色隔膜下方的紅色箭頭，組合3對應紫色的鋰負極（橢圓58）和灰色電池底部（橢圓53），橢圓22對應粉紅色圓柱。

8.接下來，制作高光小球，可以通過三維旋轉得到。畫一個直徑5厘米的圓形（注意還是選擇無輪廓，不然三維旋轉給深度時輪廓也會得到厚度，導致做出來的物體表面是雜色），三維旋轉→圓形棱臺，將圓形頂部和底部棱臺參數都設置為圓形直徑的一半，這里單位是磅，輸入2.5厘米會顯示70.9磅，深度是0，即得到球體，選擇不同的材質得到不同的高光小球，調整光源角度會改變高光分布的位置。選擇半透明-最淺材質，就得到圖示效果。

也可通過 “三維不夠，二維來湊”的方法：采用布爾得到一個小月牙，如圖先選擇小圓B，再選大圓A，選擇格式→合并形狀→剪除，即可得到藍色小月牙。然后選中：形狀填充→白色→形狀效果→柔化邊緣，同時將大圓設置為如圖所示的漸變填充，也可再添加一個柔化邊緣的小圓形作為補充。

9.如圖所示，將幾個高光小球擺成一定的形狀，組合到一起，制作多硫化鋰的示意圖。

10.最后，將多硫化鋰移動到電池模型中，注意上面的多硫化鋰圖層置于紅色箭頭和綠色隔膜之間，下面的置于紫色的鋰負極和紅色箭頭之間。添加文字注釋，將所有圖形和文字組合到一起，得到鋰硫電池的示意圖。調整顏色等參數，得到自己滿意的效果。其他類型的電池可以將內部的填充物更換。PPT輸出高清圖片可以將組合或幻燈片另存為增強型Windows元文件，再用畫圖工具打開，然后另存為其它格式的圖片（如JPG）；也可以將幻燈片輸出為PDF，再通過PS等軟件轉換為JPG等格式的圖片。