ggplot2 图形美学参数详解

ggplot2 图形美学参数详解

ggplot2 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ggp/ggplot2

前言

ggplot2 作为 R 语言中最流行的数据可视化包之一，其强大之处在于能够通过简洁的语法创建高度定制化的统计图形。本文将深入探讨 ggplot2 中的美学参数（aesthetic specifications），帮助读者全面掌握如何自定义图形中的颜色、线条、多边形、点和文本等元素的视觉表现。

颜色与填充参数

几乎所有的几何对象（geom）都具有颜色（colour）或填充（fill）属性，或两者兼具。在 ggplot2 中，颜色可以通过以下几种方式指定：

1. 颜色名称：直接使用预定义的颜色名称，如 "red"。R 内置了 r length(colours()) 种命名颜色，可通过 colours() 函数查看完整列表。

2. RGB 十六进制值：使用 "#RRGGBB" 格式的字符串，其中 RR、GG、BB 分别表示红、绿、蓝分量，每个分量由两个十六进制数字（00-FF）组成。还可以添加透明度分量，格式为 "#RRGGBBAA"。

3. NA 值：表示完全透明的颜色。

4. Munsell 颜色系统：通过 munsell 包可以更科学地选择美观的颜色组合。例如 munsell::mnsl("5PB 5/10") 可以生成特定色调、明度和饱和度的颜色。

线条参数

除了颜色外，线条的外观还受以下参数影响：

线型（linetype）

线型可以通过以下方式指定：

• 整数或名称：0=空白，1=实线，2=虚线，3=点线，4=点划线，5=长划线，6=双划线
• 自定义模式：使用包含2、4、6或8个十六进制数字的字符串定义线段和间隔的长度。例如 "33" 表示3单位线段+3单位间隔，"3313" 表示更复杂的模式。

线宽（linewidth）

线宽的单位约为0.75毫米，这是一个历史遗留问题。虽然1毫米更合理，但为了保持向后兼容性，保留了这一设定。

线端和线连接样式

• lineend：控制线端样式，可选"round"（圆角）、"butt"（平头，默认）或"square"（方头）
• linejoin：控制线连接样式，可选"round"（圆角，默认）、"mitre"（尖角）或"bevel"（斜角）
• linemitre：当使用尖角连接时，控制尖角长度的最大比例

多边形参数

多边形的边框由 colour、linetype 和 linewidth 控制，内部填充由 fill 参数控制。

点参数

点形状（shape）

点形状可以通过以下方式指定：

1. 整数0-25：每个数字对应特定形状，其中21-24是带边框的填充形状
2. 形状名称：如"circle"、"square"等，可附加"open"、"filled"等后缀
3. 单个字符：直接使用该字符作为点标记
4. 点号（.）：绘制最小的可见矩形（通常1像素）
5. NA值：不绘制任何点

颜色与填充

对于形状21-24，可以分别控制边框颜色（colour）和填充色（fill）。点的大小由 size（填充部分）和 stroke（边框粗细）共同决定，两者都以毫米为单位。

文本参数

字体家族（family）

ggplot2 保证可用的字体有三种：

• "sans"（默认无衬线字体）
• "serif"（衬线字体）
• "mono"（等宽字体）

要使用系统字体，推荐使用 showtext 或 extrafont 包解决跨设备兼容性问题。

字体样式（fontface）

支持四种样式：

• "plain"（常规）
• "bold"（粗体）
• "italic"（斜体）
• "bold.italic"（粗斜体）

字体大小（size）

文本大小以毫米为单位测量。由于通常使用点（pt）作为单位（1pt=0.35mm），可以使用 size = 12 / .pt 来设置12pt的文本。

文本对齐（justification）

水平和垂直对齐都可以用字符串或数值指定：

• 垂直对齐：top=1, middle=0.5, bottom=0
• 水平对齐：left=0, center=0.5, right=1

对齐参数可以超出0-1范围，但不推荐这样做。

结语

掌握 ggplot2 的美学参数是创建精美可视化图形的关键。通过灵活组合这些参数，用户可以精确控制图形的每个视觉元素，从而更有效地传达数据背后的故事。建议读者在实践中多尝试不同的参数组合，逐步培养对图形美学的敏感度。

ggplot2 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ggp/ggplot2