【技术专栏】绘制三维图片太难？PPT帮你轻松搞定

Alisa 5年前 (2019-03-15) 11714浏览

【引语】

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我们在阅读文献时发现，好的paper大多有着美观的配图，而一篇paper最先受到读者关注的往往就是配图。一般来讲，除去数据图表以外，文章中需要使用制图软件绘制的配图主要有图文摘要（TOC）、实验工艺步骤、原理或机理分析的示意图、文章的封面等。制图软件有很多，常见的有用于三维建模和动画制作的3D Max，C4D，Maya等，用于图片处理和美化的PS（也可以绘制出一定的三维效果）。但是，这些软件都比较博大精深，需要付出很多的时间去学习。我们在阅读文献时发现，其实很多paper用PPT也可以制作出非常漂亮的三维图片，譬如下面的例子。相对而言，PPT就要容易学习一些。

除了简明美观的实验流程图以外(Ref. IR-Driven Ultrafast Transfer of Plasmonic Hot Electrons in Nonmetallic Branched Heterostructures for Enhanced H₂Generation. Advanced Materials 30(9):1705221)，还有高端大气的封面:

PPT的功能其实非常强大，能够实现一部分PS的功能，如抠图、加蒙版、着色等等；此外，PPT图形间的布尔运算也是一项很重要的功能，这里就不赘述了。今天主要介绍的是利用PPT的三维旋转来制作三维图片，以锂硫电池模型作为例子。最终的效果如下图所示：

其构造主要为以下图形元件

制作步骤：

1.创建一个圆形，填充中等深度的颜色，太浅的话光源照射时反射太亮，深色则太暗。选中图形，选择无轮廓，选择三维旋转，设置深度为180磅。此时，XYZ旋转为（0,0, 0）度。

2．XYZ旋转设置（0, 290, 0），发现图形已经有了厚度变成了圆柱。

小注释：简单介绍一下我的个人理解，PPT的三维旋转可以这么认为：屏幕为XY平面，垂直屏幕方向为Z轴，摄像机一直在-Z方向（俯视屏幕），物体绕坐标轴按照设置的度数旋转，深度为赋予二维形状的厚度，距底边高度为物体距XY平面的距离。因此，一般作图步骤为先在XY平面（0, 0, 0）即初始屏幕位置绘制二维图形或线段，调好图形位置；然后XYZ旋转设置（0, 270, 0）位置（此时图形与初始位置垂直），设置距底边高度（即调节Z值），两个视图确定物体在空间的位置即确定。然后调整XYZ旋转到需要的位置，比如这个模型选择了（0, 290, 0）。

3.粉红色圆柱的材料选择半透明→最浅，圆柱变成了透明的颜色。

4.复制该圆柱，调节颜色为浅灰色，深度为14磅，顶部棱台选择圆形，宽度高度都是3磅，材料选择金属，调好位置与紫色圆柱对齐。灰色圆柱有了金属光泽，顶部有了圆角。如下图所示：

5.再复制几份灰色的金属圆柱，在格式中调节高度和宽度，即调节二维母图形圆形的大小。参数依次为：图形高度宽度3.3、3.3厘米，深度3磅，圆形棱台宽度高度4、4磅；高度宽度2、2厘米，深度2磅，棱台宽度高度3、3磅；高度宽度1.2、1.2厘米，深度10磅，棱台宽度高度0、0磅。然后调整好圆柱的图层和位置。

6. 再复制出4个圆柱分别作为电池底部（底部灰色有棱台圆柱）、锂负极（紫色圆柱）、隔膜（绿色圆柱）和正极（黄色圆柱），赋予个人喜欢的颜色。需要注意的是中部绿色圆片作为隔膜，深度是1磅，赋予30%的透明度。四个圆柱材质仍选择金属，紫色、黄色、绿色圆柱选择无棱台。调整好图层位置，粉红色电池柱体在底层。此时，图形已经初步有了电池的样子。

7.添加如图两个箭头，赋予20%透明度，调整好图层的前后关系。此时已经有好几个图层了，可以将一些图形组合在一起。将选择窗格打开，右侧出现类似于PS的图层栏。在图层栏拖动图层上移即向顶层移动，下移即向底层移动。注意图层顺序，前面无透明度的图层会挡住后面的图层，和眼睛看景物是一致的，一叶即可障目。下图中，组合4包括电池顶部4个灰色的圆柱（椭圆49-52对应从下到上的灰色圆柱）和1个黄色的圆柱（椭圆57），箭头：下弧形60对应绿色隔膜上方的红色箭头，椭圆56对应绿色的隔膜，箭头：下弧形59对应绿色隔膜下方的红色箭头，组合3对应紫色的锂负极（椭圆58）和灰色电池底部（椭圆53），椭圆22对应粉红色圆柱。

8.接下来，制作高光小球，可以通过三维旋转得到。画一个直径5厘米的圆形（注意还是选择无轮廓，不然三维旋转给深度时轮廓也会得到厚度，导致做出来的物体表面是杂色），三维旋转→圆形棱台，将圆形顶部和底部棱台参数都设置为圆形直径的一半，这里单位是磅，输入2.5厘米会显示70.9磅，深度是0，即得到球体，选择不同的材质得到不同的高光小球，调整光源角度会改变高光分布的位置。选择半透明-最浅材质，就得到图示效果。

也可通过 “三维不够，二维来凑”的方法：采用布尔得到一个小月牙，如图先选择小圆B，再选大圆A，选择格式→合并形状→剪除，即可得到蓝色小月牙。然后选中：形状填充→白色→形状效果→柔化边缘，同时将大圆设置为如图所示的渐变填充，也可再添加一个柔化边缘的小圆形作为补充。

9.如图所示，将几个高光小球摆成一定的形状，组合到一起，制作多硫化锂的示意图。

10.最后，将多硫化锂移动到电池模型中，注意上面的多硫化锂图层置于红色箭头和绿色隔膜之间，下面的置于紫色的锂负极和红色箭头之间。添加文字注释，将所有图形和文字组合到一起，得到锂硫电池的示意图。调整颜色等参数，得到自己满意的效果。其他类型的电池可以将内部的填充物更换。PPT输出高清图片可以将组合或幻灯片另存为增强型Windows元文件，再用画图工具打开，然后另存为其它格式的图片（如JPG）；也可以将幻灯片输出为PDF，再通过PS等软件转换为JPG等格式的图片。