我正在寻找用于绘制图表的程序/软件包推荐。我知道以前有人问过类似的问题，但由于我将要从事的项目，我有一些非常具体的需求。
我即将开始一个项目，我将为高中数学创建教育材料——首先是三角学。将会有一个很多教育材料：我将创建完整的课程，并使用 Beamer 将它们整合在一起。基本上，这是一个多年项目的开始。作为该项目的一部分，我将创建千的图表。
我愿意学习一个新程序或 LaTeX 软件包来制作这些图表：考虑到我要制作的图表数量，前期投入时间是合理的。重要的是，学习新程序可以缩短后期的周转时间、提高质量以及扩大我可以制作的图表范围。
到目前为止，我非常熟悉格莱美。它不太出名，但它基本上是一个命令行程序（虽然我使用的是 GUI 版本 [QGLE]），用于解释用 GLE 语言编写的文档。如果您不了解 GLE，它类似于 gnuplot：在 TeX 之外运行，有自己的脚本语言，结果可导出为多种格式。
我目前没有使用过可以绘图的 TeX 软件包。如果看起来对我有帮助，我愿意学习一个，但我担心这会大大增加我的编译时间。我知道有办法将文档划分开来，例如 TikZ 可以“缓存”图表以加速后续编译，但我担心所涉及的努力最终会使它比独立的图形程序更慢。
为了帮助确定与我正在做的事情最匹配的内容，这里是我正在寻找的功能列表，以及关于为什么需要特定功能的一些解释。
要求
- 免费且可在 Mac 上运行：没有预算，在 2014 年的 MacbookPro 上完成工作。
- 二维图表功能良好：高中数学，所以这是最重要的。
- 能够创建模板，使所有图表具有相同的“感觉”：应该可以创建某种非常容易重复使用的模板（启动文档、代码片段等），以便我保持格式选项的一致性。
- 使用模板工作时，周转时间快：重要的是，这样的模板一旦组合起来，就可以快速运行。如果我知道视图窗口和函数定义，那么应该很简单，只需在适当的位置输入它们并告诉它进行编译即可。
- Beamer 排版负荷低：我已经有很长的 Beamer 文档了，因此如果我使用 TeX 包来创建图形，那么编译时间不要膨胀就很重要。
- 可以绘制极坐标图：我需要制作极坐标图，而且使用二维函数很难作弊。
- 颜色填充
愿望清单
- 多平台、开源
- 良好/详尽的文档
- 明智地学习
- 可以使用 LaTeX 进行注释
- 可以绘制参数图
- 可以绘制隐式方程（x^2 + y^2 = 1，等等）
- 可以绘制三维图形
不重要
- 简单的学习曲线：正如我在开头所说的，我愿意花上几天时间学习我最终会用到的东西。如果这是一个很棒的程序，那么前期的努力就值得了。
- 数据绘图/统计工作：我没有计划在可预见的未来制作任何有关统计的内容，因此该功能虽然不错，但却是不需要的。
这是当前的候选列表。我按照可能使用的顺序排列了它们。就像我之前说的，我已经了解 GLE（而且它做得不错！），所以它排在最前面。但如果我要换一个程序，我现在就需要这么做，在开始这个项目之前。不过，如果有比 GLE 好得多的程序可用，我很乐意换。
候选人（按当前偏好排序）
概括：创建大量（1000+）图表的最佳程序是什么？这些图表将用于 Beamer 文档，编译时间是一个可能令人担忧的领域。我愿意投入大量时间学习，但从长远来看，创建高效的工作流程非常重要。
答案1
要求
- 免费且可在 Mac 上运行： 全部
- 二维图表功能良好： 全部
- 能够创建模板，使所有图表具有相同的“感觉”： 全部
- 使用模板工作时，周转时间快： 全部
- Beamer 排版负荷低：不可能。情节越多，编撰时间越多。你必须咬紧牙关。但这并不像你担心的那么戏剧化。
- 可以绘制极坐标图：Pgfplots、PSTricks、gnuplot（现成的），其余的据我所知没有。
- 颜色填充：??
愿望清单
- 多平台、开源： 全部
- 良好/详尽的文档：TikZ/pgfplots。这方面没有竞争。
- 明智地学习：??
- 可以使用 LaTeX 进行注释：全部采用 TeX 前端
- 可以绘制参数图：除了 Ipe（Ipelet 的一些有限的东西）和 Geogebra（我认为）
- 可以绘制隐式方程（x^2 + y^2 = 1，等等）：没希望了。TeX 不是 CAS，也不应该是。
- 可以绘制三维图形：pgfplots/TikZ 无法像 PSTricks/Asymptote 那样处理