科學資訊圖設計：研究人員與教育工作者完整指南

科學資訊圖把研究結果、科學過程和複雜概念轉化為容易理解的視覺內容，同時保留結論背後的證據。優秀的資訊圖不只是好看：它要提供明確的閱讀路徑、誠實地呈現資料，並讓讀者容易找到來源。

本指南介紹如何為科研、教學和公眾傳播規劃、設計、稽核並匯出科學資訊圖，也會說明什麼時候應該改用圖形摘要、科研海報或常規科研插圖。

快速總結

科學資訊圖是建立在科學證據上的視覺解釋。它可以組合短文、示意圖、插圖、圖表、地圖或時間線，但每個元素都應服務於同一個核心資訊。

可靠的流程是：確定受眾、定義核心資訊、核實證據、選擇符合內容關係的版式、搭建草圖，並在實際展示尺寸下稽核成品。先解決溝通問題，再處理視覺風格。

什麼是科學資訊圖？

科學資訊圖用文字和視覺元素解釋科學知識。它可以概括一個領域、解釋機制、比較方法、展示研究流程，或傳達一項或多項研究中的關鍵發現。

它之所以“科學”，並不是因為使用了實驗室圖示或技術感配色，而是因為內容遵守以下標準：

• 準確性： 資料、標籤、比例和視覺關係必須與證據一致。
• 清晰度： 降低理解難度，但不能損失科學含義。
• 可追溯性： 讀者能找到重要結論與資料的原始來源。
• 客觀性： 不誇大確定性、因果關係或效應大小。
• 受眾適配： 術語和細節符合目標讀者的知識水平。

營銷資訊圖可能更強調注意力與說服力；科學資訊圖同樣需要吸引讀者，但準確性、上下文和來源透明度決定了設計邊界。

Rougier、Droettboom 與 Bourne 在開放獲取文章 “Ten Simple Rules for Better Figures” 中把科學視覺化視為人與資料之間的介面。只有讀者能夠正確恢復作者想表達的含義，這個介面才算成功。

科學資訊圖、圖形摘要、科研海報和科研插圖有什麼區別？

這些形式有重疊，但解決的是不同溝通問題。儘早選對形式，能避免把過多資訊塞進不合適的畫布。

圖形摘要是科學視覺傳播的一種專門形式，並不是所有科學資訊圖的同義詞。資訊圖可以綜合一個主題和多個來源；圖形摘要通常只圍繞一篇論文。PLOS Computational Biology 的 “Ten Simple Rules for Designing Graphical Abstracts” 也把圖形摘要定義為研究工作的緊湊視覺伴侶。

從受眾和一個核心資訊開始

在選擇顏色或開啟設計工具前，先寫下兩句話：

1. 這張資訊圖面向： 一個具體受眾。
2. 看完後，他們應該理解： 一個核心資訊。

“研究人員”通常仍然過於寬泛。領域專家、大一學生、患者群體和政策團隊可能關心同一主題，卻需要完全不同的術語和細節。

CDC Clear Communication Index 建議先明確主要受眾、溝通目標和核心資訊，並把重要內容放在前面。這個原則同樣適用於科研與教學內容。

建立內容與證據地圖

開始設計前先整理材料：

不直接支援核心資訊的內容，應移到圖注、擴充套件資料或另一張資訊圖中。刪除內容往往是最難、也最有價值的設計決定。

選擇合適的科學資訊圖版式

版式要反映內容關係：時間線代表時間順序，流程圖代表步驟或因果，並排比較代表使用同一標準評估不同物件。

時間線版式

當時間順序和變化是重點時使用時間線。

• 適合： 研究里程碑、技術發展、臨床試驗階段或科學模型演變。
• 注意： 如果間距表示真實時間，比例必須誠實；否則應標明它只是階段順序。

流程圖版式

當內容具有明確步驟或因果關係時使用流程圖。

• 適合： 實驗方法、生物機制、決策路徑和分析管線。
• 注意： 每種箭頭只能表達一種含義，不要同時表示“導致”和“隨後發生”。

比較版式

當讀者需要用相同標準評估不同選項時使用並排比較。

• 適合： 比較方法、治療、物種、模型或狀態。
• 注意： 先確定共同標準，再把它們一致地應用到每個選項。

資料驅動版式

當證據本身就是故事時，讓圖表成為視覺中心。

• 適合： 調查結果、實驗結果、趨勢和依賴數值的結論。
• 注意： 保留樣本量、分母、時間範圍和不確定性。

地圖版式

當問題與“在哪裡”有關時使用地圖。

• 適合： 空間分佈、遷徙、環境模式、公共衛生監測和區域比較。
• 注意： 標明地理單位、圖例、時間範圍和來源。

層級版式

使用層級展示巢狀、分類或等級關係。

• 適合： 分類體系、巢狀概念、組織結構和生物層級。
• 注意： 層級不是流程，垂直連線不等於先後發生。

如何準確地視覺化科學資料

根據分析問題選擇圖表，而不是根據外觀選擇。同一資料集可以製造完全不同的視覺印象，因此圖表型別與比例設定應和統計分析一樣謹慎。

製作圖表前先確認：

• 問題型別： 比較、趨勢、分佈、關係還是組成。
• 圖表型別： 是否真的適合這個問題。
• 必要上下文： 樣本量、單位、時間範圍和不確定性。
• 誠實編碼： 基線、範圍和顏色是否會誤導。

“Principles of Effective Data Visualization” 建議先確定資訊，再選擇顏色和視覺形式。這不是隱藏不方便的資料，而是明確圖表要回答的問題，同時保留判斷答案所需的上下文。

圖表誤導讀者的常見方式

• 扭曲基線： 截斷柱狀圖座標軸會誇大小差異。
• 缺少不確定性： 只有平均值會掩蓋結果是否穩定。
• 裝飾性維度： 3D 柱圖和傾斜餅圖會改變面積感知。
• 選擇性範圍： 裁掉時間段或類別可能製造虛假趨勢。
• 錯誤的顏色結構： 彩虹色會製造任意邊界，並降低可讀性。

當圖表承載重要結論時，應在圖中或隨圖傳播的圖注中說明樣本量、單位、時間範圍和來源。

科學資訊圖設計原則

視覺設計的作用是讓證據更容易檢查，而不是裝飾薄弱證據或替代缺失的上下文。

建立清晰的視覺層級

為讀者建立明確順序：

• 首先： 核心資訊或結果。
• 其次： 支撐它的證據、機制或比較。
• 最後： 補充細節、侷限和來源。

用位置、大小、對比和間距強化這個順序。五個同樣醒目的元素等於沒有重點。

使用經得住最終尺寸的字型

• 在縮圖尺寸預覽期刊圖片。
• 按實際尺寸列印講義。
• 從教室或會議室後排檢查幻燈片。
• 保留科學符號，不把關鍵解釋塞進微小標籤。

編輯畫布上舒適的文字，在最終輸出中可能完全消失。

用顏色解釋，而不是裝飾

• 對相關類別進行分組。
• 表示方向或程序。
• 區分實驗條件。
• 突出一個關鍵結果。

保持顏色含義一致。Bang Wong 關於科學圖形中色覺差異的文章說明了為什麼不能只靠紅綠區分。應同時使用直接標籤、線型、形狀或紋理。

為無障礙閱讀設計

• 提供描述性替代文字或等效說明。
• 保持明確閱讀順序。
• 同時使用顏色與標籤、形狀或線型。
• 檢查匯出圖片中的小字和模糊文字。

WCAG 2.2 在 AA 級別要求普通文字至少 4.5:1、大號文字至少 3:1 的對比度（有規定的例外）。這些閾值只是起點，不能代替整體測試。

有意識地使用留白

• 分隔不同想法。
• 表明標籤屬於哪個視覺元素。
• 為核心結果留出呼吸空間。
• 避免頁面變成連續的資訊塊。

如果設計擁擠，先刪除重複內容和次要裝飾，而不是縮小全部文字。

如何一步步製作科學資訊圖

1. 確定受眾與使用場景。 記錄誰會看、在哪裡看，以及看完應理解或執行什麼。
2. 寫出核心資訊。 用一個完整句子表達；如果包含多個“以及”，範圍可能太大。
3. 收集並核實證據。 在壓縮內容前準備資料、來源、引用、術語和侷限。
4. 篩選內容。 區分讀者必須知道和只是有趣的資訊。
5. 選擇視覺結構。 匹配時間、流程、比較、層級、地理或定量關係。
6. 畫低保真線框。 用方框和箭頭測試閱讀順序。
7. 製作並稽核。 檢查科學準確性、無障礙性和實際理解。
8. 按真實場景匯出。 在期刊系統、幻燈片、網頁、學習平臺或印刷流程中測試。

稽核不是最後的美化步驟。讓領域專家核對科學內容，再讓接近目標受眾的人複述他們理解到的資訊。

示例：把研究簡報變成資訊圖

假設研究主題是城市樹冠覆蓋與白天地表溫度之間的關係。原始材料可能包含研究問題、衛星溫度資料、樹冠資料、社群邊界、分析方法、多張地圖、圖表和侷限。把它們全部塞進一個畫布只是在複製專案，而不是解釋專案。

更清晰的閱讀路徑可以是：

1. 問題： 如何同時評估樹冠覆蓋與白天地表溫度？
2. 輸入： 衛星溫度、樹冠覆蓋資料和地理單位。
3. 方法： 對齊空間資料、定義比較單位並分析關係。
4. 證據區： 放置真實分析生成的地圖和圖表。
5. 解釋： 只陳述結果能夠支援的結論。
6. 侷限： 說明時間、空間或測量限制。
7. 來源： 引用資料集、方法和完整研究。

改進來自明確讀者需要什麼，而不是增加圖示。真實專案中的證據區必須使用實際分析結果，並對照原始材料稽核。

科學資訊圖的常見用途

不同用途需要不同細節層級。一個模板覆蓋所有場景，往往會對公眾過於密集、對專業讀者又過於淺薄。

1. 研究結果

• 先展示研究問題和回答它的結果。
• 保留解釋結果所需的樣本、方法和不確定性。
• 儘可能連結論文、資料集、預印本或報告。

2. 實驗方法

• 展示輸入、步驟、對照、分支和輸出。
• 讓每種箭頭保持單一含義。
• 保留影響可重複性的數量和時間。

3. 教學材料

• 解釋光合作用、細胞分裂等複雜過程。
• 比較相關概念、模型或系統。
• 總結大主題，幫助複習。
• 圍繞具體學習目標製作材料。

術語應匹配學生已有知識，並說明視覺內容何時只是簡化模型。

4. 公眾科學傳播

• 讓非專業讀者理解研究發現。
• 解釋健康指南和風險。
• 傳播環境或政策議題。
• 幫助公眾建立科學素養。

儘早解釋術語並呈現核心資訊，但不要抹去不確定性或把相關性寫成因果關係。

5. 社交媒體科研傳播

• 確保小螢幕上仍然可讀。
• 每張圖片或每頁只表達一個核心資訊。
• 在視覺中嵌入來源、作者或機構。
• 即使脫離原帖傳播，也要保留足夠上下文。

6. 學術海報和會議演示

• 突出研究問題和最值得記住的結果。
• 建立方法、證據與解釋之間的閱讀路徑。
• 保證關鍵標籤在幾步之外仍可讀。
• 提供論文、資料或方案的 DOI 或二維碼。

資訊圖不能替代評價研究所需的樣本、對照、不確定性、侷限和參考文獻。

7. 圖形摘要

• 展示研究問題、主要方法或機制，以及有證據支援的結果。
• 遵守目標期刊的尺寸和檔案要求。
• 範圍應比一般科學資訊圖更窄。
• 不加入論文中沒有的結論。

圖形摘要的目標是幫助讀者決定是否閱讀完整論文，而不是在一張畫布上覆現全部結果。

製作科學資訊圖的工具

• 資料分析與圖表： R、Python、電子表格和統計軟體適合保持圖表與資料或程式碼的連線。
• 科學示意圖與插圖： 專業圖形庫、圖表編輯器和 AI 科研繪圖工具可以幫助製作機制和流程，但生成內容必須人工核驗。
• 版式與組裝： Figma、Illustrator、InDesign、Canva 和演示軟體在控制、協作與學習成本之間各有取捨。
• 地圖： GIS 軟體和可重複的製相簿更適合投影、空間連線、圖例與地理資料。
• 稽核與修改： 在科學稽核完成前，應儘量保持文字、圖表和視覺結構可編輯。

如果要把一篇論文變成緊湊的視覺故事，可以從圖形摘要製作工具開始。更廣泛的機制圖、流程圖或科研插圖可以在 FigEditor 中生成並繼續修改。任何生成結果都應視為草稿。

如何在科學資訊圖中引用來源

凡是事實性結論、資料集、改編視覺或引語，都需要讓讀者能夠追溯來源。

• 把標記放在結論附近： 使用簡短上標或編號，而不是隻在底部堆放文獻。
• 保留緊湊來源列表： 讓它隨圖片一起傳播。
• 使用持久連結： 數字版本優先使用 DOI，並記錄資料集版本或訪問日期。
• 檢查許可： 引用不等於獲得圖片複用許可。

不要把來源只放在社交帖子或幻燈片備註中，因為圖片被下載和轉發後，這些資訊會丟失。

匯出格式與最終質量檢查

• PNG： 適合網頁、幻燈片、學習平臺和社交媒體；檢查壓縮與畫素尺寸。
• SVG： 適合可縮放圖形和後續編輯；檢查文字與物件是否仍有結構。
• PDF： 適合印刷和保持版式；嵌入字型並檢查圖片是否被降取樣。
• TIFF、EPS、JPEG 或辦公檔案： 按出版商或生產系統要求使用。

不同期刊和圖稿型別要求不同。例如 Elsevier 的圖稿說明區分向量圖、點陣圖和半色調流程，但不能把一家出版商的規則套用到所有場景。匯出前始終檢查目標期刊、會議、列印方或平臺。

科學資訊圖常見錯誤

• 主題過大： 視覺內容變成壓縮報告。
• 缺少核心資訊： 讀者看到很多事實，卻不知道重點。
• 圖表與問題不匹配： 熟悉的圖表取代了更合適的表達。
• 裝飾暗示證據： 圖示、箭頭或顏色製造不存在的因果或數量關係。
• 文字無法閱讀： 編輯畫布上正常，釋出尺寸下失效。
• 來源與結論分離： 圖片傳播後無法追溯。
• 完全依賴顏色： 色覺差異、灰度列印或投影時資訊丟失。
• 從未測試： 只核對科學內容，沒有驗證目標讀者的理解。

科學資訊圖檢查清單

• 已明確目標受眾和核心資訊。
• 每項事實與資料都有可追溯來源。
• 視覺形式符合內容關係。
• 圖表保留解釋所需上下文。
• 箭頭、顏色和位置沒有暗示無證據支援的關係。
• 標籤、符號、單位和術語正確。
• 文字在最終尺寸下仍可讀。
• 顏色同時由標籤、形狀、紋理或線型支援。
• 數字版本具有替代文字或等效說明。
• 已檢查許可和署名要求。
• 匯出格式符合目標場景。
• 領域專家和代表性讀者都完成稽核。

常見問題

科學資訊圖與圖形摘要有什麼區別？

科學資訊圖可以解釋廣泛主題、綜合多個來源或展示精選證據；圖形摘要通常用一張緊湊圖片概括一篇論文。具體定義和規格因期刊而異。

科學資訊圖應該多大？

沒有通用尺寸。應根據期刊縮圖、網頁、幻燈片、講義、海報或社交平臺設計，並在製作最終版式前確認尺寸和檔案型別。

科學資訊圖應該使用多少種顏色？

只使用資訊結構真正需要的顏色。比數量更重要的是每種顏色是否有明確含義，以及移除顏色後內容是否仍然可理解。

科學資訊圖如何引用來源？

在相關結論或圖表附近放置簡短引用標記，並在圖中保留緊湊來源列表。數字版本優先使用 DOI 或持久連結，同時檢查複用材料的許可。

哪些工具適合製作科學資訊圖？

常見流程會組合多種工具：用資料或統計軟體製作可重複圖表，用示意圖工具製作解釋性視覺，再用版式編輯器組裝。選擇能保留後續修改能力並滿足匯出要求的工具。

如何讓科學資訊圖更無障礙？

使用明確閱讀順序、描述性標籤、足夠對比度和替代文字。不要只靠顏色傳遞資訊，並測試最終匯出檔案，而不只是編輯原始檔。

結論

科學資訊圖設計始於編輯判斷：讀者是誰、他們需要理解什麼，以及哪些證據支援這條資訊。版式、圖表、字型、顏色和插圖都應讓這些決定更清楚。

先用一句話寫明受眾，再用一句話寫明核心資訊。兩者穩定後，設計就會變成一系列可驗證的選擇，而不是尋找裝飾。

用 FigEditor 實踐這套流程

確定受眾、證據和閱讀順序後，FigEditor 可以把計劃轉化為能夠持續修改的科研圖。你可以從方法文字、圖注、論文片段、草圖或參考圖開始，而不是面對空白畫布重建整個故事。

FigEditor 可以幫助你：

• 根據研究材料建立第一版視覺草稿。
• 在結構化 SVG 流程中修改標籤、箭頭、節點、顏色和版式。
• 隨合作者或審稿意見儲存不同版本。
• 把同一視覺內容繼續用於論文、演示和科研海報。

生成圖片仍應視為草稿。發表前，請對照原始材料檢查每個標籤、數值、關係、引用和科學結論。

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