ggplot2(8) 精雕细琢
8.1 主题
主题系统控制着图形中的非数据元素外观,它不会影响几何对象和标度等数据元素。这题不能改变图形的感官性质,但它可以使图形变得更具美感,满足整体一致性的要求。主题的控制包括标题、坐标轴标签、图例标签等文字调整,以及网格线、背景、轴须的颜色搭配。
library(ggplot2movies) ## 主题改变的效果。 # (左)默认的灰色主题:灰色背景,白色网格线。 # (右) 黑白主题:白色背景,灰色网格线。 qplot(rating, data = movies, binwidth = 1) last_plot() + theme_bw()
默认的theme_gray()使用淡灰色背景和白色网格线;另一固定主题theme_bw()为传统的白色背景和深灰色的网格线。上图展示了两个主题的异同。
8.1.1 内置主题
theme_gray()和theme_bw()都由唯一的参数base_size()来控制基础字体的大小。基础字体大小指的是轴标题的大小,图形标题比它大20%,轴须标签比它小20%。
- 全局性设置:theme_set(theme_grey())或者theme_set(theme_bw())。
- 局部性设置:只改表单个图形的主题,qplot(...) + theme_grey()。局部设置将会覆盖默认的全局设置。
8.1.2 主题元素和元素函数
主题由控制图形外观的多个元素组成。
主题元素 | 类型 | 描述 |
axis.line | segment | 直线和坐标轴 |
axis.text.x | text | x轴标签 |
axis.text.y | text | y轴标签 |
axis.ticks | segment | 轴须标签 |
axis.title.x | text | 水平轴标签 |
axis.title.y | text | 竖直轴标签 |
legend.background | rect | 图例背景 |
legend.key | rect | 图例符号 |
legend.text | rect | 图例标签 |
legend.title | text | 图例标题 |
panel.background | rect | 面板背景 |
panel.border | rect | 面板边界 |
panel.grid.major | line | 主网络线 |
panel.grid.minor | line | 次网络线 |
plot.background | tect | 整个图形背景 |
plot.title | text | 图形标题 |
strip.background | tect | 分面标签背景 |
strip.text.x | text | 水平条状文本 |
strip.text.y | text | 竖直条状文本 |
- element_text():绘制标签和标题,可控制字体的family、face、colour、size、hjust、vjust、angle、lineheight。
hgramt <- hgram + labs(title = "This is a histogram") hgramt + theme(plot.title = element_text(size = 20, colour = "red", face = "bold", angle = 180, hjust = 0.5))
角度的改变可能对轴须标签很有用处。
- element_line()绘制线条,可控制colour、size、linetype。
hgram + theme(panel.grid.major = element_line(colour = "red", size = 2, linetype = "dashed"), panel.grid.minor = element_line(colour = "blue", size = 0.5, linetype = "dotted"))
- element_rect()绘制主要供背景使用的矩形。可以控制填充颜色(fill)和边界的colour、size、linetype。
hgram + theme(plot.background = element_rect(fill = "yellow", colour = "red", size = 2, linetype = "dotted"), panel.background = element_rect(fill = "#87CEFF", colour = "#FF00FF", size = 1.5, linetype = "dashed"))
- element_blank()表示空主题,可删去我们不感兴趣的绘图元素。
last_plot() + theme(plot.background = element_blank())
使用theme_get()可得到当前的主题。theme()可在一幅图中对某些元素进行局部性修改,theme_update()可为后面图形的绘制进行全局性地修改。
old_theme <- theme_update(plot.background = element_rect(fill = "#FF83FA"), panel.background = element_rect(fill = "#9B30FF"), axis.text.x = element_text(colour = "#FFFF00"), axis.text.y = element_text(colour = "#FFFF00", hjust = 1), axis.title.x = element_text(colour = "#FFFF00", face = "bold"), axis.title.y = element_text(colour = "#FFFF00", face = "bold", angle = 90)) qplot(cut, data = diamonds, geom = "bar") qplot(cty, hwy, data = mpg) theme_set(old_theme)
不会配色画出来的图是真的难看!这糟糕的配色看的我眼花头疼。
8.2 存储输出
基本图形输出有两种类型:矢量型和光栅型。矢量图是过程化的,意味着放大不会损失细节,光栅图以阵列形式存储,具有固定的最优观测大小。
ggsave()是为图形交互而优化过的函数。
- path:设定图形存储的路径,根据图形扩展名自动选择正确地图形设备。
- 三个控制输出尺寸的参数。width和height设置绝对尺寸大小,scale设置图形相对屏幕展示的尺寸大小。最好使用width和height,这样可精确控制输出尺寸。若空白,则使用当前屏幕图形设备尺寸。
- 对于光栅图形,dpi参数控制图形的分辨率,默认值为300,适合于大部分打印设备。600以用于高分辨率,72以用于屏幕(网页)展示。
qplot(mpg, wt, data = mtcars) ggsave(file = "output.pdf") pdf(file = "output.pdf", width = 6, height = 6) # 在脚本中,你需要明确使用 print() 来打印图形 qplot(mpg, wt, data = mtcars) qplot(wt, mpg, data = mtcars) dev.off()
以上代码将两幅图存入output.PDF中。
软件 | 推荐的图形设备 |
Illustrator | svg |
latex | ps |
MS Office | png(600dpi) |
Open Office | png(600dpi) |
pdflatex | pdf,png(600dpi) |
web | png(72dpi) |
8.3 一页多图
图形准备:
(a <- qplot(date, unemploy, data = economics, geom = "line")) (b <- qplot(uempmed, unemploy, data = economics) + geom_smooth(se = F)) (c <- qplot(uempmed, unemploy, data = economics, geom = "path"))
8.3.1 子图
viewplot()函数可创建视图窗口,参数x、y、width、height控制视图窗口的大小和位置。默认的测量单位是“npc”,范围从0到1。
(0, 0)代表的位置是左下角,(1, 1)代表右上角,(0.5, 0.5)代表窗口中心。也可以使用unit(2, "cm")或unit(1, "inch")这样的绝对单位。
library(grid) csmall <- c + theme_gray(9) + labs(x = NULL, y = NULL) + theme(plot.margin = unit(rep(0, 4), "lines")) subvp <- viewport(width = 0.4, height = 0.4, x = 0.75, y = 0.35) pdf("polishing-subplot.pdf", width = 4, height = 4) b print(csmall, vp = subvp) dev.off()
8.3.2 矩形网络
pdf("polishing-layout.pdf", width = 8, height = 6) grid.newpage() pushViewport(viewport(layout = grid.layout(2, 2))) vplayout <- function(x, y) viewport(layout.pos.row = x, layout.pos.col = y) print(a, vp = vplayout(1, 1:2)) print(b, vp = vplayout(2, 1)) print(c, vp = vplayout(2, 2)) dev.off()