figure_construction: 논문 다중 패널 그림 조립

결론 먼저

• 콜라주는 그림 파일을 붙이는 작업이 아니라 한 matplotlib figure 안에서 다시 그리는 작업이다.
  • 기존 SVG나 PNG를 나란히 놓으면 frame 선, 글자 크기, 색이 어긋난다.
  • 패널마다 만든 스크립트에서 데이터 계산 부분만 가져와 새 스크립트 하나에 모은다.
• 한 그림 안에서 다음 세 가지는 예외 없이 같아야 한다.
  • 좌우 이웃 패널의 frame 위아래 선 위치, 상하 이웃 패널의 frame 좌우 선 위치.
  • 종별 색 코드.
  • 글자 크기(축 라벨, 틱, 레전드, 패널 글자, 주석).

레이아웃 규칙

• GridSpec 하나로 모든 패널을 잡는다. subplots_adjust나 bbox_inches='tight'로 개별 패널을 움직이지 않는다.
  • 같은 행의 패널은 같은 높이, 같은 열의 패널은 같은 폭으로 둔다. 서로 다른 크기가 필요하면 GridSpec의 height_ratios, width_ratios로 잡고 셀 경계는 공유한다.
  • 이미지 패널(구조 렌더, 스냅샷)은 imshow(aspect='auto')를 피하고 aspect='equal'로 두되, 이미지 자체를 셀 비율에 맞춰 미리 잘라 둔다. 이미지가 셀을 못 채우면 frame이 어긋난 것으로 본다.
• 축 라벨이 이웃 패널과 같은 뜻이면 한 번만 쓴다.
  • 같은 행에서 y축 라벨이 같으면 왼쪽 패널에만, 같은 열에서 x축 라벨이 같으면 아래 패널에만.
  • 같은 x축 범위를 쓰는 패널은 sharex로 묶고 틱도 같게 한다.
• 레전드는 그림 전체에 한 개를 원칙으로 한다.
  • 종별 색이 전 패널 공통이면 첫 패널이나 그림 상단에 한 번만.
  • 패널마다 뜻이 다른 표기(실선 대 띠, 진한 색 대 연한 색)만 해당 패널 안에 둔다.
• 패널 글자는 fig.text가 아니라 각 ax.text(-0.18, 1.02, 'a', transform=ax.transAxes)처럼 축 좌표 기준으로 둔다. 그래야 패널 위치가 바뀌어도 따라간다.
  • 소문자, bold, 축 라벨보다 1~2 pt 크게.

콜라주 배치 규칙 (2026-09-13 리뷰 반영)

• 왼쪽 열 정렬이 1순위. 전폭 이미지 패널(a)의 frame 왼쪽 선과 그 아래 b, d의 왼쪽 spine이 같은 x에 서야 한다. 오른쪽 열(c, e)도 서로 같은 x.
  • 이미지 패널은 set_xlim(box_left_px, ...)로 그림 속 상자 선을 축 왼쪽 끝에 맞추고, ax.set_position([axB.x0, y, axE.x1 - axB.x0, h])로 아래 행 spine 폭에 맞춘다. 높이는 이미지 비율로 계산한다.
  • 패널 글자는 transAxes가 아니라 figure 좌표 fig.text로 열마다 x 하나를 공유한다. y축 라벨 길이가 패널마다 달라 transAxes 기준이면 글자가 들쭉날쭉해진다. 오른쪽 열 글자 x는 axE.x0 - (axB.x0 - LETTER_X).
• 읽는 순서가 논리 순서. a부터 e가 왼쪽 위에서 오른쪽 아래로 가게 둔다. 내용 순서가 바뀌면 글자가 아니라 패널 자리를 바꾼다. 요약 패널(층별 점 그림)은 원본 곡선 바로 옆에, 파생 모델(에너지에서 droplet)은 아래 행에 이어서.
• 이미지 행의 height_ratios가 커서 빈 띠가 생기면 줄인다. 치수선과 원소 legend까지 포함해 높이를 잡는다.
• fig.legend를 위에 둘 때는 GridSpec top을 legend 높이만큼 내리고 PNG로 첫 행 글자와 겹침을 본다. overlap audit은 fig.legend를 검사하지 않는다.
• 보충 그림에서 영역(hexane, DMF) 구분이 필요하면 바탕색에 더해 같은 x 눈금으로 자른 구조 렌더 띠를 그래프 위에 붙인다. 중복이어도 괜찮다.
• 층 경계 같은 분석 구간은 데이터 근거가 있는 값(예: free energy가 0을 지나는 깊이)으로 정하고, 본문 그림, 보충 그림, 표에 같은 경계를 쓴다. 바꿀 때 스크립트 안 중복 상수가 덮어쓰지 않는지 grep한다.
• 패널 메시지가 당연한 말(크면 표면 비율이 작다)이면 연속 곡선 대신 대표 조건 몇 개 비교로 바꿔 "어느 조건부터 달라지는가"를 보인다.
• 에너지 축은 기호(U) 대신 뜻이 드러나는 metric 이름(stabilization free energy)으로.
• xlim은 데이터가 있는 범위부터. 한쪽에 값이 없는 패널은 0부터.
• 그림 안 글자는 full name이 기본. "hex.", "sub.", "n/a" 같은 약어 금지. 자리가 좁으면 글자를 세로로 돌리거나 위치를 옮긴다.
• 한 패널에 한 양. 층 3개 × 이온 3개 × 조건 6개처럼 마커 종류와 legend가 두 벌 필요해지면 과하다. 결론에 쓰는 양 하나만 선으로 그리고 나머지 수치는 본문으로 보낸다.
• 층 정의나 정규화는 공통 모듈(예: layers.py) 하나에 두고 본문 그림, 보충 그림, 표가 전부 import한다. 같은 값이 그림마다 소수 셋째 자리까지 일치하는지 print로 확인한다.

구조 렌더 패널 (Blender) 규칙 (2026-09-14, CeO2 케톤화 캠페인에서 정리)

렌더 자체(카메라, 조명, 원자 반경, PBC 상자, 원소 legend 생성)는 blender-atom-render 스킬을 따른다. 여기는 그 PNG를 그림 패널로 넣을 때의 규칙만 둔다.

• 렌더 입력 조건. film_transparent=True RGBA, 2000 px, scale_ballradius=1.0. 한 그림 안의 렌더는 같은 시점(top, side, perspective 중 하나)과 같은 ortho 배율 규칙으로 뽑는다. 시점이 섞이면 행을 나눈다.
• 렌더 구조와 에너지 구조는 일대일. 패널이나 strip의 각 칸은 옆 그래프가 실제로 쓴 에너지의 구조 파일을 렌더한 것이어야 한다. 합성 전에 에너지 소스 파일 목록과 렌더 파일 목록을 대조한다.
• 자르기. 알파 채널 getbbox()로 자르고 pad 10 px을 남긴다. bbox가 원본 캔버스 경계에 닿으면 렌더가 잘린 것이니 ortho_scale을 늘려 다시 렌더한다. 패널에 넣을 때는 앞의 이미지 패널 규칙대로 셀 비율에 맞춰 여백 없이 넣는다.
• 배율.
  • 슬랩끼리는 높이를 같게 맞춘다 (strip 기준 panel 높이 330 px). 슬랩 크기가 같으면 원자 크기도 같게 보인다.
  • 기체 분자는 높이를 슬랩의 약 32%로, 폭 상한을 슬랩 높이의 약 55%로 둔다. 높이만 맞추면 side view의 납작한 분자가 슬랩만큼 커진다.
  • 크기 비교가 의미 있는 기체 분자끼리는 1600 px frame 기준 공통 배율 하나를 쓴다.
• reaction strip (elementary step 순서).
  • 항상 1행. 2행으로 접거나 완성된 PNG를 픽셀로 잘라 재배치하지 않는다 (이전 wrap_strip2.py 사고).
  • 칸 사이 화살표는 → 글자가 아니라 도형으로 그린다 (길이 105 px, 두께 9 px, 칸 간격 150 px). 페이지 폭으로 줄여도 보인다.
  • 칸 폭 = max(이미지 폭, 라벨 폭 + 8 px). 긴 라벨이 잘리지 않게 한다.
  • 라벨은 상태 조성 전체(CH₂CO* + H*)로, 옆 ΔG 그래프 라벨과 글자 하나까지 같게. 번호(1, 1')만 달지 않는다.
  • 라벨 크기는 strip 폭에 대한 비율로 정한다 (panel 330 px에 52 px). 11:1 strip을 6.5 in 폭에 넣어도 읽혀야 한다.
• 그래프와 strip 합성.
  • 권장: matplotlib GridSpec 한 figure에서 위 행 ΔG 그래프, 아래 행 strip을 imshow로 넣고 두 행의 왼쪽과 오른쪽 선을 맞춘다.
  • PIL 세로 쌓기(14_make_composites.py 방식)는 폭만 맞출 뿐 frame 정렬이 안 되니 초안에만 쓴다.
  • 그래프의 상태 순서와 strip 칸 순서가 같아야 한다. 가능하면 strip 칸 중심을 그래프의 레벨 x 위치에 맞춘다.
• phase나 모델 모음 grid. 칸 폭의 92%로 타일을 맞추고, 라벨은 칸 폭의 7.5% 크기로 타일 아래에 둔다. 행 높이는 가장 큰 타일 기준.
• 원소 legend. 구조 렌더가 들어간 그림에는 원소 legend(renders/legend.png)를 한 번 붙인다. 원소 색을 바꿨으면 legend 구도 같은 색으로 다시 렌더한다.
• 강조 표시. 특정 원자(H*, 표적 OH)를 가리키는 원이나 화살표는 렌더 위에 matplotlib patch로 그리고, 좌표는 구조 파일 원자 위치를 카메라 투영으로 변환해 잡는다. 손으로 찍은 원은 재렌더 때 어긋난다.
• ΔG 그래프 라벨 (같이 붙는 경우). 레벨마다 중간체 이름을 쓴다. 겹치면 두 경로가 공유하는 중간체 이름을 한 번만 쓰고, 경로마다 다른 spectator(H*, OH*)는 표나 캡션으로 보낸다. 번호만 다는 방식은 금지 (2026-09-14 리뷰).
• 참고 구현: 186_Grace_Wang_cowork/figures/13_make_strips.py(strip), 14_make_composites.py(합성), 24_plot_route1_H_vs_clean_numbered.py(이름 라벨 비교 그래프).

글자 크기 규칙

• 최종 인쇄 폭을 먼저 정한다. 1열 8590 mm, 2열 170180 mm. figsize를 그 폭(inch)으로 잡고 그 안에서 폰트 pt를 정한다.
  • 인쇄 기준 축 라벨 89 pt, 틱 78 pt, 레전드 7~8 pt, 패널 글자 10 pt, 주석 7 pt.
  • 원본 패널 스크립트에서 fs=18 같은 값을 그대로 가져오지 않는다. 그 값은 단독 그림 기준이다.
• 합치면서 글자가 작아지는 함정.
  • 큰 단독 그림을 축소해 넣으면 라벨, 틱, 레전드가 인쇄에서 5 pt 아래로 내려간다. 축소가 아니라 재플롯으로 피한다.
  • 한 패널에 위첨자, 아래첨자가 많은 레전드(Pb²⁺, Br⁻)는 mathtext가 아니라 유니코드 첨자로 써서 크기가 튀지 않게 한다.
  • savefig 뒤 SVG의 font-size 값을 grep해서 종류가 3~4개인지 확인한다. 5개 넘으면 어디선가 크기가 새고 있다.

색과 선 규칙

• 종별 색 dict를 스크립트 맨 위에 한 번 두고 모든 패널이 그것만 참조한다.
  • 이 프로젝트 예: DMF #77AEB3, hexane #E5885D, Br #5B8FB9, Pb #B4944B, FA #6a5acd, 대조군 #7f7f7f.
• 데이터 선에 점선을 쓰지 않는다. 구분은 색으로 한다.
  • 안내선(기준값 1, 계면 위치 0)만 점선 허용.
• 띠(표준오차, 표준편차)는 같은 색 alpha 0.2~0.25로 통일하고, 그 뜻을 레전드에 한 항목으로 한 번만 적는다.

작업 순서

1. 패널 목록과 각 패널의 원본 스크립트, 데이터 파일을 표로 적는다.
2. 원본 스크립트에서 계산 부분을 함수로 떼어 새 스크립트에 옮긴다. 그리기 부분은 버린다.
3. GridSpec 뼈대만 먼저 그려 빈 frame이 맞는지 본다.
4. 패널을 채우고 fig.canvas.draw() 뒤 텍스트 겹침 검사(audit_text_overlap)를 돌린다.
5. SVG와 PNG(300 dpi)를 같이 저장한다. HTML은 SVG, 투고는 PNG나 PDF.
6. 스크린샷을 실제 인쇄 폭으로 축소해 보고 글자가 읽히는지 눈으로 확인한다.

용어와 라벨 규칙 (2026-09-09 리뷰 반영)

• 그리기 전에 그림 전체의 용어를 표로 적고 그 수를 줄인다.
  • 같은 양에 이름이 둘이면 하나를 지운다. "interior"와 "bulk", "uniform"과 "bulk density", "excess"와 "1보다 큼"은 각각 하나로.
  • 층 이름은 세 개까지. 이 프로젝트는 contact layer(08 Å), subsurface(820 Å), bulk(20 Å 밖)만 쓴다. 0~20 Å 전체를 부를 때는 "0 to 20 Å"로 숫자 그대로.
• 라벨을 통일하기 전에 기준(분모)이 정말 같은지 확인한다. 평면 상자의 bulk 밀도와 droplet 전체 평균 N/V는 다른 기준이라, 같은 "relative density"로 묶으면 독자가 "R이 커질수록 bulk가 올라간다"처럼 거꾸로 읽는다. 기준이 다르면 라벨을 다르게 쓰고 캡션에 "이 패널만 기준이 X"라고 적는다.
• 축 라벨은 짧고, 같은 양이면 패널마다 같은 문장으로. 정규화 밀도는 전부 "relative density", 계면 거리는 전부 "distance from interface (Å)".
  • 정의(어떤 기준으로 나눴는지, 어느 쪽이 DMF인지)는 라벨이 아니라 캡션에 한 번.
  • 라벨에 수식을 넣지 않는다. "U (kT)"로 쓰고 U의 정의는 캡션에.
• 맥락 없는 새 개념을 라벨에 넣지 않는다. "interface normal", "slab-uniform", "N / V" 같은 말은 독자가 처음 보는 말이면 빼거나 캡션에서 풀어 쓴다.
• 도식에 예시 숫자를 박지 않는다. 반지름은 화살표와 "R"로 표시하고 예시값(5 nm)은 캡션으로.
• 패널 글자는 bold 소문자 a, b, c만. "(a)" 괄호 표기는 그림 안에도 캡션에도 쓰지 않는다.
  • 글자 하나는 subplot 하나다. 2 × 3 grid면 a~f. 같은 글자를 여러 subplot에 반복하지 않는다.
  • 보충 그림은 기존 그림 여러 장을 a, b로 묶지 않는다. 그림 하나에 원본 render 하나.
• 텍스트와 frame 사이를 띄운다. 패널 안 주석은 축 좌표 4~5 % 안쪽, ylim은 주석 높이만큼 여유를 둔다. 스크립트 끝에 frame 근접 검사를 돌린다(figstyle.audit_text_frame).
• 이웃 패널이 같은 색을 다른 뜻으로 쓰지 않는다. b에서 DMF와 hexane 영역을 종별 색으로 칠했으면 c의 층 구분 띠는 회색 계열로.
• 축 방향은 양수가 기본. 관심 있는 쪽(계면에서 DMF 안쪽)이 양수가 되게 부호를 정하고, 본문 그림과 보충 그림 전부 같은 부호를 쓴다. 양쪽을 다 그리는 패널은 어느 쪽이 무엇인지 그림 안에 짧게 적고, 캡션에 "양수가 DMF 쪽"을 한 번 적는다.
• y축을 비율(A / B)로 두면 독자가 방향을 거꾸로 읽기 쉽다. 메시지가 "작을수록 많다"처럼 양의 변화면 그 양 자체(예: 표면층에 있는 이온의 %)를 그린다.
• 패널 글자는 축 라벨보다 4 pt 크게(라벨 9 pt면 13 pt). 11 pt는 작다는 리뷰를 받았다.
• 안내선(계면 위치 등)은 레전드 아래에서 끝나게 ymax를 줄인다.
• 패널 하나의 메시지가 한 문장으로 안 나오면 곡선을 줄인다. 두 계열(표면층과 안쪽)을 다 그려서 뜻이 흐려지면 결론에 쓰는 쪽만 남기고, 실험 조건 범위는 회색 띠로 표시한다.
• 레전드는 데이터가 비어 있는 자리에 둔다. 곡선이 지나는 구역과 겹치면 ylim을 늘려 자리를 만든다.
• 이미지 패널은 여백을 남기지 않는다. 라벨과 치수는 이미지 바로 옆에 붙이고, 셀 폭을 이미지가 다 쓰게 xlim을 잡는다.
• 정규식으로 "(a)"를 일괄 치환할 때 JS나 코드 블록까지 건드리지 않는지 확인한다. function(b)가 깨진 적이 있다.

보충 그림 번호와 소속 (2026-09-15 원고 리뷰 반영)

• Supplementary Fig.와 Table 번호는 본문 첫 언급 순서로 매긴다. Results 언급이 먼저, Methods 언급이 그다음.
• 그림마다 소속을 먼저 정한다.
  • 결과를 보여 주는 그림(층별 밀도 통계, 전이 free energy, complex 구조)은 Results에서 인용.
  • 계산을 믿어도 되는지 보여 주는 그림(수렴 진단, 시간 블록 RDF, 상자 크기 비교)은 Methods에서 인용.
• 같은 이야기를 하는 그림만 한 괄호에 묶는다. 서로 다른 발견을 "Figs. 1-4"로 묶지 않는다.
• 렌더 한 장과 곡선 여러 장이 같은 메시지(예: 상자 크기 비교)면 한 그림으로 합친다. 렌더 a, 곡선 b~d, 폭 정렬.
• 번호를 바꾸면 SI 파일 순서, 캡션 머리 번호, 캡션 안 교차 참조를 함께 고친다(docx-scientific-formatting의 블록 이동 규칙).
• 캡션에는 Methods에 이미 적은 수치(상자 크기, seed 수, 시점, 평균 구간, 층 깊이, 정의식)를 반복하지 않는다.

캡션

• 캡션은 무엇을 그렸는지만 적는다. 수치, 순위, 해석은 본문으로 보낸다.
  • 축의 뜻, 기준 상태(균일 = 1, bulk DMF 기준), 색과 기호 뜻, 띠와 점선 뜻, 표본 수와 시간 창.
  • "shows that", "confirms", "가장 크다", "일치한다"는 캡션에 쓰지 않는다.
• 패널 글자 순서대로 (a), (b) 문장을 이어 쓰고, 공통 사항(색, x축)은 마지막에 한 번 적는다.

하지 말 것

• 기존 SVG 여러 장을 HTML grid나 이미지 편집기로 붙여 놓고 "그림 완성"이라고 하는 것.
• 패널마다 다른 폰트 크기 변수(fs=18, fs=16, fs=14)를 그대로 두는 것.
• bbox_inches='tight'에 의존해 여백을 맞추는 것. 패널 경계가 매번 달라진다.
• 캡션에 결과 수치를 적는 것.