8 Formatowanie wykresów

library(ggplot2)

data("gapminder", package = "gapminder")
dane2007 <- subset(gapminder, year==2007)

Elementy formatowania wykresów:

etykiety osi
tytuł wykresu
zmiana koloru, kształtu oraz wielkości punktów,
zmiana koloru, typu oraz grubości linii,

8.1 Zmiana koloru, kształtu oraz wielkości punktów

W R sposób wyświetlania punktu (kształt) kodowany jest za pomoca numeru.

ggplot(data=dane2007, aes(x=gdpPercap, y=lifeExp)) +
  geom_point(size = 3, color = "red", shape = 15)

Wyświetl wykres zależności zmiennych lifeExp od gdpPercap używając kształtu wypełnionego trójkąta o kolorze zielonym i wielkości 2.

8.2 Zmiana koloru oraz grubości linii

ggplot(data = gapminder, aes(x = year, y = lifeExp)) + 
  stat_summary(fun = "mean", geom = "line", 
               color = "orange", lwd = 2, linetype = "dotted" )

Zmień kolor linii na zielony, typ: linia kreskowa, grubość: 3

8.3 Modyfikacjia wykresu względem wartości zmiennej

Wykresy mogą być modyfikowane na podstawie wartości zmiennej. W tym celu można posłużyć się atrybutami:

kolor (color)
kształt (shape)
wielkość (size)

ggplot(data=dane2007, aes(x=gdpPercap, y=lifeExp, shape = continent)) + 
  geom_point()

ggplot(data=dane2007, aes(x=gdpPercap, y=lifeExp, color = continent)) + 
  geom_point()

ggplot(data=dane2007, aes(x=gdpPercap, y=lifeExp, color = pop)) + 
  geom_point()

ggplot(data=dane2007, aes(x=gdpPercap, y=lifeExp, size = pop)) + geom_point()

8.4 Tytuł wykresu

Tytuł wykresu można dodać używając ggtitle lub argumentu title wewnątrz labs

ggplot(data=dane2007, aes(x=gdpPercap, y=lifeExp)) +
  geom_point() + 
  labs(x = "PKB na osobę (USD)", 
       y = "Oczekiwana dalsza długość trwania życia") + 
  ggtitle("Zależność między oczekiwaną długością trwania życia, a PKB w 2007 roku")

ggplot(data=dane2007, aes(x=gdpPercap, y=lifeExp)) +
  geom_point() + 
  labs(x = "PKB na osobę (USD)", 
       y = "Oczekiwana dalsza długość trwania życia", 
       title = "Zależność między oczekiwaną długością trwania życia, a PKB w 2007 roku")

8.5 Formatowanie osi

8.5.1 Etykiety osi

Argument labs pozwala na dodanie do wykresów etykiet osi oraz tytułu.

ggplot(data=dane2007, aes(x=gdpPercap, y=lifeExp)) +
  geom_point() + 
  labs(x = "PKB na osobę (USD)", y = "Oczekiwana dalsza długość trwania życia")

8.5.2 Zakres

ggplot(data=dane2007, aes(x=gdpPercap, y=lifeExp)) +
  geom_point() + 
  labs(x = "PKB na osobę (USD)", y = "Oczekiwana dalsza długość trwania życia") + 
  lims(x = c(0, 10000))

8.5.3 Skale

ggplot(data=dane2007, aes(x=gdpPercap, y=lifeExp)) +
  geom_point() + 
  scale_x_continuous(name = "PKB na osobę w USD", 
                     breaks = seq(0, 50000, 5000)) + 
  scale_y_continuous(name = "Oczekiwana długość trwania życia", 
                     limits = c(0, 100),
                     breaks = seq(0, 100, 20))

ggplot(data=dane2007, aes(x = continent, y = lifeExp)) +
  geom_boxplot() + 
  labs(x = "Oczekiwana długość trwania życia") + 
  scale_x_discrete(name = "Kontynenty", 
                   labels = c(
                     "Africa" = "Afryka", 
                     "Americas" = "Ameryka Płn. i Płd.", 
                     "Asia" = "Azja", 
                     "Europe" = "Europa", 
                     "Oceania" = "Australia i Oceania"))

8.5.4 Skala logarytmiczna

ggplot(data = dane2007, aes(x = pop, y = lifeExp)) +
  geom_point() +
  labs(x = "Liczba ludności", y = "Oczekiwana długość trwania życia") + 
  scale_x_log10()

8.5.5 Odwrócenie osi

ggplot(data = dane2007, aes(x = continent)) +
  geom_bar() +
  coord_flip()

8.5.6 Sortowanie

library(forcats)
ggplot(data =dane2007, aes(x = fct_infreq(continent))) +
  geom_bar()

ggplot(data = dane2007, aes(x = fct_reorder(continent, lifeExp, median), y = lifeExp)) +
  geom_boxplot()

Dodaj tytuł oraz podpisy osi do powyższych wykresów.

8.6 Skale kolorystyczne

8.6.1 Skale kolorystyczne dla zmiennej jakościowej

Więcej: https://sjspielman.github.io/introverse/articles/color_fill_scales.html

scale_color_manual oraz scale_fill_manual pozwala na samodzielne zdefiniowanie kolorów. Można także przypisać wektor z nazwami kategorii - wtedy kolor zostanie przypisany do danej kategorii.

ggplot(data=dane2007, aes(x=gdpPercap, y=lifeExp, color = continent)) +
  geom_point() + 
  labs(x = "PKB na osobę (USD)", y = "Oczekiwana dalsza długość trwania życia") + 
  scale_color_manual(values = c("orange", "darkgreen", "lightgreen","blue", "purple"))

ggplot(data=dane2007, aes(x=gdpPercap, y=lifeExp, color = continent)) +
  geom_point() + 
  labs(x = "PKB na osobę (USD)", y = "Oczekiwana dalsza długość trwania życia") + 
  scale_color_manual(values = c("Africa" = "orange", 
                                "Americas" = "red",
                                "Asia" = "blue",
                                "Europe" = "purple",
                                "Oceania" = "green"))

ggplot(data=dane2007, aes(x = continent, y = lifeExp, fill = continent)) +
  geom_boxplot() + 
  labs(x = "Oczekiwana długość trwania życia") + 
  scale_fill_manual(values = c("blue", "orange", "magenta", "yellow", "green"))

scale_color_brewer oraz scale_fill_brewer z pakietu RColorBrewer pozwala na zdefiniowanie jednej z palet dostarczanych przez pakier RColorBrewer. Dostępne palety w pakiecieRColorBrewer`.

RColorBrewer::display.brewer.all()

library(RColorBrewer)
ggplot(data=dane2007, aes(x=gdpPercap, y=lifeExp, color = continent)) +
  geom_point() + 
  labs(x = "PKB na osobę (USD)", y = "Oczekiwana dalsza długość trwania życia") + 
  scale_color_brewer(palette = "Set1")

ggplot(data=dane2007, aes(x = continent, y = lifeExp, fill = continent)) +
  geom_boxplot() + 
  labs(x = "Oczekiwana długość trwania życia") + 
  scale_fill_brewer(palette = "Set1")

ggplot(data=dane2007, aes(x = continent, y = lifeExp, fill = continent)) +
  geom_boxplot() + 
  labs(x = "Oczekiwana długość trwania życia") + 
  scale_fill_brewer(palette = "YlGn", direction = -1)

scale_color_discrete_qualitative oraz scale_fill_discrete_qualitative z pakietu colorspace (https://colorspace.r-forge.r-project.org/articles/ggplot2_color_scales.html)

library(colorspace)
ggplot(data = dane2007, aes(x = gdpPercap, y = lifeExp, color = continent)) +
  geom_point() +
  scale_color_discrete_qualitative(palette = "Dynamic")

ggplot(data=dane2007, aes(x = continent, y = lifeExp, fill = continent)) +
  geom_boxplot() + 
  labs(x = "Oczekiwana długość trwania życia") + 
  scale_fill_discrete_qualitative(palette = "Harmonic")

Wykonaj wykres pudełkowy dla zmiennej gdpPercap względem lat. Pokoloruj pudełka, podpisz osie oraz dodaj tytuł do wykresu.

8.6.2 Skale kolorystyczne dla zmiennej ilościowej

scale_colour_gradient

ggplot(data=dane2007, aes(x=gdpPercap, y=lifeExp, color = pop)) +
  geom_point() + 
  labs(x = "PKB na osobę (USD)", y = "Oczekiwana dalsza długość trwania życia", color = "Kontynent") + 
  scale_colour_gradient(low = "orange", high = "brown")

scale_color_continuous_sequential z pakietu colorspace

ggplot(data=dane2007, aes(x=gdpPercap, y=lifeExp, color = pop)) +
  geom_point() + 
  labs(x = "PKB na osobę (USD)", y = "Oczekiwana dalsza długość trwania życia") + 
   scale_color_continuous_sequential(palette = "YlOrRd")

ggplot(data =dane2007, aes(x = gdpPercap, y = lifeExp, color = pop)) +
  geom_point() +
    labs(x = "PKB na osobę (USD)", y = "Oczekiwana dalsza długość trwania życia", color = "Liczba ludności") + 
  scale_color_continuous_sequential(trans = "log10", labels = scales::label_comma(), palette = "YlOrRd")

Wykonaj wykres ilustrujący zależność między PKB na osobę, a długością trwania życia. Pokoloruj punkty względem zmienej pop. Użyj dowolnej palety.

8.7 Tekst na wykresach

ggplot(data = dane2007, aes(x = gdpPercap, y = lifeExp, color = continent)) +
  geom_point() +
  geom_text(aes(label = country), check_overlap = TRUE)

library(ggrepel)
ggplot(data = dane2007, aes(x = gdpPercap, y = lifeExp, color = continent)) +
  geom_point() +
  geom_text_repel(aes(label = country), max.overlaps = 3)

Warning: ggrepel: 138 unlabeled data points (too many overlaps). Consider
increasing max.overlaps

8.8 Motywy

Motywy (ang. theme) pozwalają na modyfikację i dostosowanie komponentów wykresów, takich jak tytuł, etykiety, tło, wielkość czcionki, położenie legendy itd. Istnieją wbudowane rozwiązania, np. theme_bw(), theme_classic(), theme_light(), theme_minimal(). Można także użyć funkcji theme() i dowolnie zmodyfikować każdy element.

ggplot(data=dane2007, aes(x=gdpPercap, y=lifeExp, color = continent)) +
  geom_point() + 
  labs(x = "PKB na osobę w USD", y = "Oczekiwana długość trwania życia", 
       title = "Zależność między oczekiwaną długością trwania życia\na PKB na osobę w 2007 roku") + 
  theme_bw()

ggplot(data=dane2007, aes(x=gdpPercap, y=lifeExp, color = continent)) +
  geom_point() + 
  labs(x = "PKB na osobę w USD", y = "Oczekiwana długość trwania życia", labs = "Kontynent", 
       title = "Zależność między oczekiwaną długością trwania życia\na PKB na osobę w 2007 roku") + 
  scale_color_brewer(name = "Kontynent", palette = "Set1", 
                     labels = c("Africa" = "Afryka", "Americas" = "Ameryka N/S", "Asia" = "Azja", "Europe" = "Europa", "Oceania" = "Australia i Oceania")) + 
  theme_bw() + 
  theme(base_size = 13, 
        legend.position = "bottom", 
        legend.title = element_text(face = "bold"))