ggplot2绘图系统——图形组合、字体选择、保存输出

1.图形组合

一页多图在基础包中利用par和layout函数来切分画布。

ggplot2是先铺好网格背景，再进行绘图，所以要通过切分网格背景来实现一页多图。

gridExtra包（grid扩展包）可用于图形排列组合、表格对象排列组合、规则多边形及椭圆的排列组合。

library(grid)
#在画布上画8图（列表）
gs <- lapply(1:8, function(i)grobTree(rectGrob(gp=gpar(fill=i,alpha=0.5)),textGrob(i)))
#按一定顺序均分画布
grid.arrange(grobs=gs,
             ncol=4,
             top='top label',
             bottom='bottom\nlabel',
             left='left label',
             right='right label')

#自由切分画布（layout_matrix参数）
layout <- rbind(c(1,1,1,2,3),
                c(1,1,1,4,5),
                c(6,7,7,8,8))
grid.arrange(grobs=gs,layout_matrix=layout) #按矩阵切分

#使用长宽比来排列组合
grid.arrange(grobs=gs[1:3],ncol=2,widths=1:2,#定义宽度比
             heights=unit(c(1,10),c('in','mm')),#定义高度（绝对值)
             top='arrange with proportion')

2. 图形字体选择及中文绘制

针对windows系统的字体（windows/Fonts路径下），windowsFont和windowsFonts函数。

#从windows字体库中提取字体并命名
windowsFonts(font1=windowsFont('Book Antiqua'),
             font2=windowsFont('Cambria'),
             font3=windowsFont('华文中宋'),
             font4=windowsFont('楷体'))
plot(1:10)
text(1.5,2,labels = 'Hello',family='font1',cex=2)
text(3,4,labels = 'World',family='font2',cex=2)
text(5,6,labels = '你好',family='font3',cex=2)
text(8,9,labels = '世界',family='font4',cex=2)

#很多英文字体对中文不起作用

ggplot2绘图系统一样。

MAC系统

#显示中文
Sys.setlocale(category = 'LC CTYPE',locale = 'zh_CN.UTF-8')

#字体选择
plot(1:10)
text(1.5,2,labels = 'Hello',family='Times New Roman',cex=2)
text(5,6,labels = '你好',family='楷体',cex=2)

中文不显示问题：
如果在Rstudio中字体编码改成UTF-8后，绘制的图形的中文还是被方框替代，则在theme函数中设置中文字体即可。

ggplot(mtcars,aes(wt,mpg))+
  geom_point(color='red')+
  ggtitle('这是一幅含有中文的散点图')+
  theme(plot.title = element_text(size = 18,
                                  family = 'STKaiti')) #或楷体

3. 图形保存和输出

杂志一般要求：
位图分辨率不少于300dpi，或矢量图（pdf/eps)或tiff格式。
tiff函数及参数：

tiff(
  filename = 'test.tiff',
  width = 480,
  height = 480,
  units = 'px', #可改为cm
  pointsize = 12,
  compression = , #图片压缩形式，一般不设
  bg='white',
  res = , #分辨率，ppi
  type = c('cairo','windows') #图形导出类型
)

示例。

tiff('/my/path/plot.tiff',
     width = 1200,
     height = 1300.
     res=300)
ggplot(mtcars,aes(mpg,y=wt,color=factor(gear)))+
  geom_point()
dev.off() #关闭作图窗口

ggsave函数

ggplot(mtcars,aes(mpg,wt))+geom_point()
ggsave('test.pdf')
#dpi默认300，无需dev.off关闭绘图框

Cairo扩展包
流行的开源2D图形渲染引擎，支持各种输出设备。输出高清图片将图片放大也不失真。

Cairo和基础包grDevices中的函数对应。

• CairoPNG---grDevices:png()。
• CairoTIFF---grDevices:tiff()。
• CairoPDF---grDevices:pdf()。

加载包后，ggsave默认以Cairo处理图片。

library(Cairo)
Cairo.capabilities() #支持的图片格式

p = ggplot(iris,aes(x = Species,y = Sepal.Length,colour = Species))
plot1 = p+geom_point()
#ggsave默认以Cairo处理图片
ggsave("test1.png",plot1,width = 4,height = 3 )