如何移除ggplot2背景并裁剪geom_col周围的边距

Question

我希望使用堆叠柱状图制作一个“时间轴”。我想做的是去除所有背景，只留下一根条形图。但是我卡在了图表的白色背景上。

这是一个最简示例：

mytheme <-  theme(
        axis.title.x=element_blank(),
        axis.text.x=element_blank(),
        axis.ticks.x=element_blank(),
        axis.title.y=element_blank(),
        axis.text.y=element_blank(),
        axis.ticks.y=element_blank(),
        panel.grid.major = element_blank(),
        panel.grid.minor = element_blank(),
        #panel.background = element_blank()
)

Name <- c("One", "Two", "Three", "Four")
value <- c(2, 5, 7, 8)

df <-  data.frame(Name, value)

ggplot(df)+
  aes(x= "Name", y = value,  fill = Name) +
  geom_col(width = .1, show.legend = FALSE) + 
  xlab("") + ylab("") +
  coord_flip() +
  mytheme

给我一个条形图，但是背景很大。 。（为了显示背景的范围，我已经注释掉了panel.background。我想“裁剪”那个白色背景，只留下条形图或者只有一点空间围绕着条形图。请帮忙。更新：在@Gregor的建议下，我修改了代码ggplot如下：）

ggplot(df)+
  aes(x= "Name", y = value,  fill = Name) +
  geom_col(width = .1, show.legend = FALSE) + 
  xlab("") + ylab("") +
  coord_flip(expand = FALSE) +
  mytheme

结果是一根非常宽的条形图（因为我使用了coord_flip，所以在页面上很高）： 现在我需要做的就是缩小高度（如图片所示），使其更像原来的条形图。我该怎么改变呢？

解决方案：

我最终找到了一个简单的解决方案。由于我正在使用R Markdown，我使用了：

```{r, ..., fig.width=4, fig.height=.3}

在嵌入图形的前置条件中。虽然不是最好的解决方案，但它确实有效。感谢大家。

- Kaveh1000

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几个想法（但不是完整的答案）：（a）将 x = "Name" 改为 aes(x = 1)，数值型的 x 轴会填充空间并随着调整自动调整大小。（b）在 coord 调用内使用 expand = FALSE。（c）使用 coord_fixed 替代 coord_flip - 这意味着您需要使用 geom_tile 而不是 geom_col 来获得横向的结果。 - Gregor Thomas

谢谢@Gregor。很有用的提示。expand = FALSE很有意思。我正在努力理解ggplot2的基础知识，所以还不是很熟练。也在看geom_tile。 - Kaveh1000

我也有一些想法，但真的没有好的答案。如果您使用其他设备，如png、pdf或其他任何设备，可以在主题中尝试使用plot.margin=unit(c(-100,-2,-100,-2), "cm")，然后在输出设备中缩小它，例如ggsave("plot.png", width = 5, height = 1)。 - Darek Bienkowski

我已经使用了 coord_flip(expand = FALSE) 和 aes(x = 1)。现在我有了一个没有边框的“粗”条形图。因此，在上面的图表中，高度已经增加了。我只需要知道如何减小那个高度。谢谢。 - Kaveh1000

@Kaveh1000 你能否调整你的图形设备大小？（例如，如果你要将结果保存到图像文件中，在png()、jpeg()等函数中更改高度/宽度） - Z.Lin

Answer 1

这是一个非常有趣的问题。以下是一种方法来解决：我们可以创建一个“正常”的条形图，其中每个条形相邻并且高度相等，但每个条形的宽度都是您所需时间间隔的持续时间。使用coord_fixed(expand = FALSE)可以裁剪背景。

最好直接向 ggplot() 指定 x 轴位置，以便我们可以使用它们来放置标签（稍后会详细说明）。下面是如何为您的时间轴定位间隔：

设 X_i 表示每个时间间隔 i 的中心点到原点的距离（沿着 x 轴）。对于每个间隔 i，X_i 是前面时间间隔 X₀ : X_{i - 1} 的长度之和加上 X_i 长度的一半。我们可以添加一列使用滞后累计总和来让 R 自动为我们生成这些值，如下所示。

我已经将panel.background = element_blank()注释掉，以便您可以确认我们确实只获得了“时间轴”，没有其他背景。

代码：

library("tidyverse")

mytheme <-  theme(
  axis.title.x=element_blank(),
  axis.text.x=element_blank(),
  axis.ticks.x=element_blank(),
  axis.title.y=element_blank(),
  axis.text.y=element_blank(),
  axis.ticks.y=element_blank(),
  panel.grid.major = element_blank(),
  panel.grid.minor = element_blank(),
  #panel.background = element_blank()
)

Name <- c("One", "Two", "Three", "Four")
Value <- c(2, 5, 7, 8)

df <-  data.frame(Name, Value) %>%
  mutate(Name = factor(Name, levels = Name),
         xPos = cumsum(lag(Value, default = 0)) + Value/2) # calculate interval position

ggplot(data = df, aes(x = xPos, y = 1, width = Value, fill = Name)) +
  geom_col(position = "identity",
           show.legend = FALSE) +
  geom_text(aes(label = Name),
            position = position_fill(vjust = 0.5)) +
  coord_fixed(expand = FALSE) + # crop background around geom_col()
  mytheme

输出：

为什么有效：

从ggplot2 3.1.0版本开始，我们面临两难抉择：如果我们选择使用coord_flip()，我们可以得到一个水平时间轴，但我们无法（容易地）调整绘图区域的尺寸以符合我们的要求。如果我们改用coord_fixed(expand = FALSE)，我们就有了所需的绘图边距，但我们无法很容易地创建水平的“堆积”条形图，因为coord_fixed()与coord_flip()不兼容。

有一个有趣的参数叫作position_dodge2()，你可以使用它和geom_col()将宽度可变的条形图相邻放置。如果设置padding=0，你就可以获得一个非常类似于上面看到的图表，但每个间隔的实际“x坐标”将从每个条形的左边缘开始，而不是中心。

这使得居中文本标签非常困难，因为我们需要根据每个间隔的宽度来调整它们的位置，但ggplot2选项如position_nudge()只允许我们调整所有标签的位置。因此，我们直接指定每个时间间隔的中心。希望随着ggplot2的不断改进，我们会看到像position_nudge()这样的选项获得更多的功能，以更轻松地解决这个问题！

- Marcus Campbell