121-R可视化39-对拼图结果做标记

北野茶缸子

发布于 2022-04-05 15:43:28

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参考：
- Adding Annotation and Style • patchwork (data-imaginist.com)[1]

前言

有时候我们可能会希望，像文章一样，给图片一些A,B 的label：

其实这样的操作，在[[88-R可视化20-R的几种基于ggplot的拼图解决方案]] 中，就已经提到了。这里来进行一下总结。

p1 <- ggplot(mtcars) + 
  geom_point(aes(mpg, disp)) + 
  ggtitle('Plot 1') + theme_classic()

p2 <- ggplot(mtcars) + 
  geom_boxplot(aes(gear, disp, group = gear)) + 
  ggtitle('Plot 2') + theme_classic()

p3 <- ggplot(mtcars) + 
  geom_histogram(aes(hp)) + 
  ggtitle('Plot 3') + theme_classic()

p4 <- ggplot(mtcars) + 
  geom_bar(aes(gear)) + 
  facet_wrap(~cyl) + 
  ggtitle('Plot 4') + theme_classic()
wrap_plots(p1,p2,p3,p4, nrow = 2)

1-基本的拼图标记

在cowplot 中，plot_grid 是提供了一系列的选项的：

比如：

plot_grid(
  p1, p2,p3,p4,
  labels = "AUTO", label_size = 15,
  label_fontfamily = "serif",
  label_fontface = "bold",
  label_colour = "black"
)

因为我是个patchwork 爱好者，后面主要以patchwork 为主。

详细了解参考：Arranging plots in a grid • cowplot (wilkelab.org)[2]

patchwork 也可以像cowplot一样，非常方便的自动添加：

wrap_plots(p1,p2,p3,p4, nrow = 2) + 
  plot_annotation(tag_levels = 'A')

2-详说patchwork

不单单是A 开头的标记，这个tag_levels选项还是有不少的：

A character vector defining the enumeration format to use at each level. Possible values are `'a'` for lowercase letters, `'A'`for uppercase letters, `'1'` for numbers, `'i'` for lowercase Roman numerals, and `'I'` for uppercase Roman numerals. It can also be a list containing character vectors defining arbitrary tag sequences. If any element in the list is a scalar and one of `'a'`, `'A'`, `'1'`, `'i`, or `'I'`, this level will be expanded to the expected sequence.

比如'a', 'A', '1', 'i, or 'I'，都可以被tag_levels 识别。

除此以外，我们还可以进行缝合。

比如，让AB 一组，让CD 一组：

(p1 + p2 + plot_layout(tag_level = 'new')) / 
  (p3 + p4 + plot_layout(tag_level = 'new')) +
  plot_annotation(tag_levels = c("A",'1'))

再或者对tag 想要增加一些风格，比如开头、分割、结尾：

(p1 + p2 + plot_layout(tag_level = 'new')) / 
  (p3 + p4 + plot_layout(tag_level = 'new')) +
  plot_annotation(tag_levels = c('A', '1'), tag_prefix = 'Fig. ',
                  tag_sep = '.', tag_suffix = ':')

可能会有同学会问，那么patchwork 如何调控tag 的属性呢？

不同于cowplot 的label 参数，patchwork 借助于theme 函数，但又不同于一般的ggplot 的数学表达。

3-patchwork 的数学表达

其实这一部分更应该在[[88-R可视化20-R的几种基于ggplot的拼图解决方案]] 介绍，算是一种补充了。

在一般的ggplot 中，通过+对对象属性进行修改。

比如：

p2 <- ggplot(mtcars) + 
  geom_boxplot(aes(gear, disp, group = gear)) + 
  ggtitle('Plot 2') + theme_classic()

但如果是patchwork呢？

wrap_plots(p1,p2,p3,p4, nrow = 2) + theme_dark()

如果是全局调整，就需要&了：

wrap_plots(p1,p2,p3,p4, nrow = 2) & theme_dark()

同样，如果我们需要对tag 的theme 调整：

patchwork <- wrap_plots(p1,p2,p3,p4, nrow = 2) & theme_dark()
patchwork + 
  plot_annotation(tag_levels = 'A') & 
  theme(plot.tag = element_text(size = 14, face = "italic")
        )

虽然plot_annotation 内置了theme 选项，但其使用受限：

★A ggplot theme specification to use for the plot. Only elements related to the titles as well as plot margin and background is used. ”

但我们可以利用其专门调控patchwork title 的特点，加以使用：

(p1 + p2 + plot_layout(tag_level = 'new')) / 
  (p3 + p4 + plot_layout(tag_level = 'new')) +
  plot_annotation(
  tag_levels = c('A', '1'), tag_prefix = 'Fig. ',
  tag_sep = '.', tag_suffix = ':',
  title = 'The surprising truth about mtcars',
  subtitle = 'These 3 plots will reveal yet-untold secrets about our beloved data-set',
  caption = 'Disclaimer: None of these plots are insightful',
  theme = theme(plot.title = element_text(size = 18))
) & theme(
  plot.tag = element_text(size = 10, face = "italic")
)

不过需要注意的是，& 的修改同样会作用于全局，比如先前修改了patchwork title:

wrap_plots(p1,p2,p3, nrow = 2) + 
  plot_annotation(title = "Fig.1",
                  theme = theme(plot.title = element_text(size = 18))) & theme_dark()

此外，patchwork 语法还加入了-, *，个人觉得徒增不必，就不展开了，可以了解：Plot Assembly • patchwork (data-imaginist.com)[3]

4-缝合不同的拼图结果

如何实现下图的效果呢？

然而“一山不容二虎”，并不能容纳两个plot_annotation ：

patchwork1 <- wrap_plots(p1,p2,p3, nrow = 2) + plot_annotation(title = "TEST01") & theme_dark() 
patchwork2 <- wrap_plots(p1,p2,p4, nrow = 2) + 
  plot_annotation(title = "TEST02")
patchwork1 / patchwork2

如果是结合cowplot呢？

patchwork1 <- wrap_plots(p1,p2,p3, nrow = 2) + 
  plot_annotation(title = "Fig.1",
                  theme = theme(plot.title = element_text(size = 18)))
patchwork2 <- wrap_plots(p1,p4, nrow = 1) + 
  plot_annotation(title = "Fig.2", theme = theme(plot.title = element_text(size = 18)))
cowplot::plot_grid(patchwork1,patchwork2, ncol = 1, rel_heights = c(2,1))

甚至还可以借助label 元素，以假乱真再加一个大的“title”：

cowplot::plot_grid(patchwork1,patchwork2, ncol = 1, rel_heights = c(2,1),
                   labels = "TEST 2 PLOT", 
                   label_size = 20, hjust = -2.5, vjust = 1)