如何在ggplot2中绘制漂亮的箭头

Question

我正在创建一个ggplot图表，希望在两个点之间添加一些箭头。主要任务可以通过 geom_line(arrow = arrow()) 来轻松完成。然而，我想要一些“美丽”的粗箭头。通过size=调整箭头大小并不能帮助我达到预期的效果，因为这样会完全破坏箭头的头部。我将我的问题举例说明：

创建一些示例数据和图表:

 NAME <- c("A", "A", "B", "B", "C", "C")
 YEAR <- c(2016, 2011, 2016, 2011, 2016, 2011)
 YEAR <- as.factor(YEAR)
 VALUE <- c(1, 4, 1, 5, 2, 8)
 DATA <- data.frame(NAME, YEAR, VALUE)

ggplot(DATA, aes(x=VALUE, y=NAME)) + 
  geom_point(size=5, aes(colour=YEAR)) +
  geom_line(arrow = arrow(length=unit(0.30,"cm"), ends="first", type = "closed"))

最终的图表如下所示：

现在我尝试“加粗”箭头...

ggplot(DATA, aes(x=VALUE, y=NAME)) + 
  geom_point(size=5, aes(colour=YEAR)) +
  geom_line(arrow = arrow(length=unit(0.30,"cm"), ends="first", type = "closed"), size = 3)

这是此处显示的结果：

我的问题是：有没有办法绘制一些“漂亮”的粗箭头？

- Sebastian Kuhn

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改变箭头的角度并增加长度？ - Adam Quek

尝试使用不同的参数进行实验：linetype（可以使线条成为点状或虚线等），arrow length等。 - rar

相关链接：https://dev59.com/4XrZa4cB1Zd3GeqP12Wb - 不幸的是，答案有点像寻宝游戏（我不知道为什么他没有发布完整的修改函数）。此外，我不知道它是否也适用于更新的ggplot版本。 - lukeA

Answer 1

这里有一些可重现的示例（请尝试运行它们）

一个简单的箭头（即线段）：

library(dplyr)
library(ggplot2)

# Create a scatter plot
i <- ggplot(mtcars, aes(wt, mpg)) + geom_point()

# Add arrow
i + geom_segment(aes(x = 5, y = 30, xend = 3.5, yend = 25),
                  arrow = arrow(length = unit(0.5, "cm")))

一个简单的曲线箭头

b <- ggplot(mtcars, aes(wt, mpg)) +
  geom_point()

df <- data.frame(x1 = 2.62, x2 = 3.57, y1 = 21.0, y2 = 15.0)

b + geom_curve(
  aes(x = x1, y = y1, xend = x2, yend = y2),
  data = df,
  arrow = arrow(length = unit(0.03, "npc"))
)

可用的箭头类型

您不必理解此代码，只需注意您可以使用的lineend和linejoin选项。

df2 <- expand.grid(
  lineend = c('round', 'butt', 'square'),
  linejoin = c('round', 'mitre', 'bevel'),
  stringsAsFactors = FALSE
)
df2 <- data.frame(df2, y = 1:9)

ggplot(df2, aes(x = 1, y = y, xend = 2, yend = y, label = paste(lineend, linejoin))) +
  geom_segment(
    lineend = df2$lineend, linejoin = df2$linejoin,
    size = 3, arrow = arrow(length = unit(0.3, "inches"))
  ) +
  geom_text(hjust = 'outside', nudge_x = -0.2) +
  xlim(0.5, 2)

一个直接的箭头，供您切换

这里有一个非常简单的箭头，调整每个参数并查看其作用。

ggplot(iris) +
  geom_segment(
    x = 1, y = 1,
    xend = 4, yend = 7,
    lineend = "round", # See available arrow types in example above
    linejoin = "round",
    size = 2, 
    arrow = arrow(length = unit(0.3, "inches")),
    colour = "#EC7014" # Also accepts "red", "blue' etc
  ) + 
  scale_x_continuous(limits = c(0, 10)) +
  scale_y_continuous(limits = c(0, 10))

一条弯曲的箭头，供您自行切换

# Nicer curve
b <- ggplot(mtcars, aes(wt, mpg)) +
  geom_point()

b + geom_curve(
  aes(x = 3, y = 22, xend = 3.5, yend = 15),
  arrow = arrow(
    length = unit(0.03, "npc"), 
                type="closed" # Describes arrow head (open or closed)
    ),
  colour = "#EC7014",
  size = 1.2,
  angle = 90 # Anything other than 90 or 0 can look unusual
)

- stevec

Answer 2

我通常使用geom_segment来创建箭头。但为了这样做，我们需要将数据从“长”格式修改为“宽”格式（通常使用reshape2或data.table包的dcast）。但这次我尝试使用base的reshape函数。

ggplot(DATA, aes(x=VALUE, y=NAME)) + 
  geom_point(size=5, aes(colour=YEAR)) +
  geom_segment(data = reshape(DATA, v.names="VALUE", idvar = "NAME", timevar = "YEAR", direction = "wide"),
               aes(x=VALUE.2011, xend=VALUE.2016, y=NAME, yend=NAME), size = 2,
               arrow = arrow(length = unit(0.5, "cm")))

编辑：我刚刚发现同样的问题也适用于“closed”类型的箭头。目前，尝试将图形保存为矢量图（pdf或svg，使用ggsave或在Plots选项卡中使用导出菜单）。结果不会“混乱”。

- zyurnaidi

Answer 3

在最新版本的ggplot2中（我的意思是devtools::install_github("tidyverse/ggplot2")，在撰写本答案时为最新版本 - 我相信他们很快就会将其纳入主线），geom_segment有一个linejoin参数。使用linejoin='mitre'可以提供清晰的边缘。有关详细信息，请参见以下内容。

- Carl

Answer 4

有一个非常简单但有点“hacky”的解决方法。

这个想法是先画线（以所需的粗细，但没有箭头），但稍微短一点（在某些情况下可以计算）。然后只需画第二条线，不改变大小，带上箭头。最终的重叠部分将会看起来您想要的那样。

- LiKao