以给定的纵横比保存绘图

Question

我正在使用非常棒的ggplot2库。我已经通过使用coord_fixed来设置绘图的纵横比。现在，我想将图形保存为PDF，并指定宽度（例如10厘米），让所需高度自动计算。我没有弄清楚如何实现这一点。这是否可行？

- marsl

Answer 1

您可以使用网格函数来计算ggplot grob的完整大小，但有（编辑：至少）两个注意事项：

• 会打开一个额外的设备窗口，以进行单位转换

• 默认情况下，绘图面板大小为0，因为它是根据其所在的设备（视口）即时计算的，而不是相反。

话虽如此，以下功能试图打开与ggplot完全匹配的设备，

library(ggplot2)
library(grid)

sizeit <- function(p, panel.size = 2, default.ar=1){

  gb <- ggplot_build(p)
  # first check if theme sets an aspect ratio
  ar <- gb$plot$coordinates$ratio

  # second possibility: aspect ratio is set by the coordinates, which results in 
  # the use of 'null' units for the gtable layout. let's find out
  g <- ggplot_gtable(gb)
  nullw <- sapply(g$widths, attr, "unit")
  nullh <- sapply(g$heights, attr, "unit")

  # ugly hack to extract the aspect ratio from these weird units
  if(any(nullw == "null"))
    ar <- unlist(g$widths[nullw == "null"]) / unlist(g$heights[nullh == "null"])

  if(is.null(ar)) # if the aspect ratio wasn't specified by the plot
       ar <- default.ar

  # ensure that panel.size is always the larger dimension
  if(ar <= 1 ) panel.size <- panel.size / ar

  g$fullwidth <- convertWidth(sum(g$widths), "in", valueOnly=TRUE) + 
    panel.size
  g$fullheight <- convertHeight(sum(g$heights), "in", valueOnly=TRUE) + 
    panel.size / ar

  class(g) <- c("sizedgrob", class(g))
  g
}


print.sizedgrob <- function(x){
  # note: dev.new doesn't seem to respect those parameters
  # when called from Rstudio; in this case it 
  # may be replaced by x11 or quartz or ...
  dev.new(width=x$fullwidth, height=x$fullheight)
  grid.draw(x)
}


p1 <- ggplot(mtcars, aes(x = wt, y = mpg)) + geom_point() + coord_fixed() +
  theme(plot.background = element_rect(colour = "red"))

p2 <- p1 + aes(x = mpg, y = wt)

# need for an explicit dummy device open, otherwise it's a bit off
# for no apparent reason that I can understand
dev.new() 

sizeit(p1, 0.1)

sizeit(p2, 2)

- baptiste

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感谢您的回答，Baptiste。看起来没有很好的解决方案。 - marsl

我接受了你的答案，因为我认为没有更好的解决方案出现了。谢谢大家。 - marsl

这对我不起作用。当我使用 sizeit(p1, 0.1) 并将其保存为 pdf 文件时，输出结果的轴被奇怪地转置了。我认为最好使用一个返回宽高比的函数来确定 ggsave 的宽度和高度参数。 - geotheory

Answer 2

根据baptiste的答案，我简化了他的代码，并按照geotheory的建议返回了纵横比。这对我来说更加方便，因为我要么需要固定的宽度或高度，并且还通过现有的包装函数传递所有内容，该函数还将字体添加到我的pdf中。

哦，如果你使用了facets，你需要手动考虑它们。按行除以列数再乘以列数。不确定是否有更好的方法.....

ggGetAr <- function(p, default.ar=-1){

    gb <- ggplot_build(p)
    # first check if theme sets an aspect ratio
    ar <- gb$plot$coordinates$ratio

    # second possibility: aspect ratio is set by the coordinates, which results in 
    # the use of 'null' units for the gtable layout. let's find out
    g <- ggplot_gtable(gb)
    nullw <- sapply(g$widths, attr, "unit")
    nullh <- sapply(g$heights, attr, "unit")

    # ugly hack to extract the aspect ratio from these weird units
    if(any(nullw == "null"))
        ar <- unlist(g$widths[nullw == "null"]) / unlist(g$heights[nullh == "null"])

    if(is.null(ar)) # if the aspect ratio wasn't specified by the plot
        ar <- default.ar

    ar[1]
}

- Morty

Answer 3

如果您使用ggsave，您可以简单地指定图形设备的宽度和高度。如果您指定了绘图本身的纵横比，那么在图形设备中也最好具有这个纵横比（大致相同）。当保存pdf时，height和width的单位是英寸：

ggplot(...) # make a plot here
ggsave("plot.pdf", width = 10)

现在你只需将10厘米转换为英寸。此外，如果您没有指定特定的宽高比，height 不会被强制设置。如果您想要16:9的宽高比，则可以根据宽度轻松计算出高度：

ggplot(...) # make plot
width = 10
height = (9/16) * width
ggsave("plot.pdf", width = width, height = height)

如果你真的想要，你可以将这个内容封装在一个函数中。

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编辑：关键是通过coord_fixed()同步绘图的纵横比和图形设备的纵横比。例如

library(ggplot2)
ggplot(mtcars, aes(x = wt, y = mpg)) + geom_point() + coord_fixed()
ggsave("plt.png", width = 7, height = 7)

会导致很多空白区域。而以下的 ggsave 函数调用，其长宽比更合适，没有这么多的空白区域（对于这张大图片，抱歉无法设置最大尺寸 :))：

ggsave("plt.png", width = 2, height = 7)

- Paul Hiemstra

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我认为保罗，但那是设备的大小，而不是图形。一旦你添加了标题、轴标签和图例等，绘图区域本身可能不是正方形的，使用coord_fixed()后，绘图区域本身就无法填满可用空间。我不知道除了调整绘图窗口大小直到没有指定宽度的ggsave()生成10厘米宽的图像之外，有什么好的解决方法。 - Gavin Simpson

谢谢Paul的回答。Gavin，就像你在评论中指出的那样。我认为这是一个相当大的问题，需要手动裁剪每个图。让我们等待看看是否有人提出解决方案。 - marsl

Answer 4

不确定，但是类似这样的东西是否符合您的要求？

ggplot(data.frame(x = seq(10), y = seq(10)), aes(x = x, y = y)) +
    geom_point() +
    coord_equal() +
    theme(aspect.ratio = 1)

我认为这看起来很好：

ggsave("test.pdf", width = 4, height = 4)

太多的空白，但图形本身的长宽比是1：

ggsave("test2.pdf", width = 4)

消息： 正在保存 4 x 6.93 英寸的图像

- Dennis

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谢谢你的回答Dennis。不幸的是，它不适合我的问题，因为“ggsave”默认只使用当前绘图窗口的大小。 - marsl

Answer 5

一个更简单的解决方案是使用默认边距保存绘图，并使用ImageMagick裁剪生成的png文件。

require(ggplot2)
require(dplyr)

ggplot(iris, aes(Sepal.Length, Sepal.Width)) + geom_point() + coord_fixed(0.3)
ggsave("untrimmed.png")


system("convert untrimmed.png -trim -bordercolor white -border 20  reframed.png")

根据所使用的输出设备，修剪肯定会有所不同。例如，在pdf的情况下，您可以按照这里所述使用pdfcrop。

- Holger Brandl

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这对我来说完美地运作了——我曾担心系统调用需要安装额外的软件，但实际上并不需要（对我而言）。 - hasManyStupidQuestions