| name | illustration-prompt |
| description | 根据用户说明生成物理/数学教学插图的 AI 绘图提示词。涵盖模型示意图、函数曲线图等,支持多面板组合布局。 |
Illustration Prompt Crafting(绘图提示词编写)
当你需要根据笔记内容生成物理/数学教学插图提示词时使用本技能。
1. 前置准备
读取用户 .typ 文件中的相关内容,确认:
- 物理模型:点电荷、载流线圈、带电球体等
- 数学公式:场强、电势、磁场等的函数表达式
- 参数值:半径 $R$、电流 $I$、电荷 $q$ 等
- 对称性:球对称、柱对称、平面对称、轴对称
- 坐标/符号:笔记中使用的变量名和坐标系
2. 布局设计
默认规则:除非用户特殊说明,否则所有插图都采用左右两面板布局(左 = 模型示意图,右 = 相关函数曲线)。
| 概念类型 | 推荐布局 |
|---|
| 单一模型(电场线、几何示意) | 左右两面板:左 = 模型示意图,右 = 相关函数曲线 |
| 模型 + 函数曲线 | 左右两面板:左 = 模型,右 = 函数曲线 |
| 模型 + 多条函数曲线 | 左右两面板:左 = 模型,右 = 合并的函数曲线图(多曲线在同一坐标系) |
| 纯函数比较 | 左右两面板:左 = 模型示意图,右 = 多条曲线叠在同一坐标系中,不同颜色/线型区分 |
| 多区域场(球壳内/外) | 左右两面板:左 = 模型示意图,右 = 分段函数曲线图(合并显示 E 和 V) |
| 磁场模型(立体环绕场) | 左右两面板:左 = 3D 侧视图(立体感,闭环),右 = 函数曲线 |
| 振动/波动(多模式比较) | 上下多面板垂直排列(如简正模 n=1,2,3) |
多个相关函数(如 E-r 和 V-r)应尽量画在同一张图中,而不是分开成多个面板。
3. 数学验证(关键步骤)
在编写提示词前,必须逐一验证每个公式和数值。
选取数值范围的原则
选取的数值必须体现函数的整体特征,而不是局部细节:
| 函数类型 | 应选取的范围 | 反例(错误) |
|---|
| $y = 1/x$(反比) | $x \in [0.5, 5]$,展示快速衰减 | $x \in [1000, 1005]$,曲线近乎水平 |
| $y = 1/x^2$(反平方) | $x \in [0.5, 4]$,展示骤降趋势 | $x \in [100, 105]$ |
| $y = e^{-x}$(指数衰减) | $x \in [0, 5]$,展示从 1→0 全过程 | $x \in [1000, 1005]$ |
| 分段函数(球壳) | 覆盖 $r < R$、$r = R$、$r > R$ 三段 | 只取 $r > R$ |
| 振荡函数 | 至少覆盖 2-3 个完整周期 | 不到半个周期 |
验证项
- 函数表达式:从
.typ 文件中读取,确认无误
- 数检验证:在选取的范围内计算 2-3 个特征点的值
- 量纲检查:确认每个物理量的单位正确
- 渐近行为:$r \to 0$、$r \to \infty$ 时的极限行为
- 一致性检查:如 $E = -dV/dr$、$\nabla \cdot \mathbf{B} = 0$ 等
验证表输出示例:
## 验证
### 参数
- 使用通用符号:k、q、R 等,不标注具体数值
### 数值检查
| r (m) | E = kq/r² (N/C) | V = kq/r (V) |
|-------|-----------------|--------------|
| 0.5 | 计算值示例 | 计算值示例 |
| 1.0 | 计算值示例 | 计算值示例 |
| 2.0 | 计算值示例 | 计算值示例 |
### 量纲检查
- [E] = N/C ✓
- [V] = J/C = V ✓
### 渐近行为
- r → 0: E → ∞, V → ∞ ✓
- r → ∞: E → 0, V → 0 ✓
### 一致性检查
- E = -dV/dr: kq/r² = kq/r² ✓
4. 编写提示词
结构模板
【整体描述】
[透明背景、风格、配色方案、字体]
【面板1:子图标题】
[具体内容:对象、颜色、数量、标注]
【面板2:子图标题】
[具体内容:坐标系、曲线、标注、图例]
面板之间用适当留白分隔,不使用实线分割。
必须包含的要素
- 坐标轴标签带单位:
Distance r (m)、E (N/C)、V (V)、B (T)
- 函数公式在图上:在曲线附近用粗体显示公式,如
E = kq / r²(不标注具体参数值,如 k、q、R 等)
- 多个特征点标注:至少 2 个关键点的数值
- 网格线:浅灰色,适当间距
- 图例:颜色对应说明
- 子图小标题:如
...、...
- 不画大标题
配色规范
| 元素 | 颜色 | 用途 |
|---|
| 正电荷/源 | 红色 | 点电荷、从正电荷出发的电场线 |
| 负电荷/汇 | 蓝色 | 负电荷、指向负电荷的电场线 |
| 电场强度 E | 蓝色 | 电场矢量、E 曲线 |
| 磁场 B | 绿色 | 磁场矢量、B 曲线 |
| 电势 V | 绿色或橙色 | V 曲线(与 E 在同一坐标系中时用不同颜色区分) |
| 电流/导线 | 红色 | 载流导线、电流方向箭头 |
| 网格/渐近线 | 浅灰色 | 辅助线 |
| 中性元素 | 黑色 | 坐标轴、标签、文字、图框 |
5. 模型模板索引
模型详细模板已拆分到 ref/ 子目录中,根据图表类型选择对应的子技能:
使用方式:根据用户需求判定图表类型,读取对应子技能文件获取详细模板。电磁场图与振动波动图有本质区别(参见各子技能中的对比表),不可混淆规则。
| 对比项 | 电磁场图 | 振动波动图 |
|---|
| 核心变量 | 空间分布 $f(r)$ | 时间演化 $f(t)$ 或频率响应 $A(\omega)$ |
| 左面板 | 场线分布(静态) | 物理模型运动状态 |
| 右面板 | 场强 vs 位置 | 位移 vs 时间 / 振幅 vs 频率 |
| 关键标注 | 场强、电势、磁通 | 振幅、频率、相位、周期、节点、波腹 |
| 典型布局 | 左右两面板 | 左右两面板 或 上下多面板 |
6. 输出格式
每次输出包含三部分:
- 完整绘图提示词(中文描述,标注用英文)
- 数学验证表(数值、量纲、渐近行为、一致性)
- 布局说明(面板结构、比例说明)
7. 重要规则
- 绝不猜测公式 — 从
.typ 文件读取,如不在文件中则从第一性原理推导
- 数值范围体现函数特征 — 选取能展示完整变化趋势的范围,不取局部平坦段
- 多条相关函数优先合并在同一图中 — 用不同颜色/线型区分,配图例
- 不需要大标题 — 每个子图有自己的小标题即可
- 公式显示在图上 — 在曲线附近标注函数表达式,但不标注具体参数值(k、q、R 等)
- 提示词用中文,图片标注用英文 — 适配中文 AI 工具,匹配仓库英文标注习惯
- 具体量化 — 说明线的数量、颜色、箭头位置等视觉细节
- 不标注具体参数值 — 图中公式显示纯表达式(如
E = kq/r²),不含具体数值参数
- 面板之间用留白分隔 — 不使用实线分割
- 默认左右两面板布局 — 除非用户特殊说明,否则所有插图都采用左右两面板(左 = 模型图,右 = 函数曲线图)