はじめに
この記事は「R Advent Calendar 2022」の8日目の記事です。
R言語でグラフに文字列を書く込むための関数を確認していきます。
この記事では、ggplot2パッケージのgeom_lable()を扱います。
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【他の内容】
【この記事の内容】
ggplot2::geom_label関数
ggplot2パッケージのラベル付け関数geom_lable()の引数を確認します。より細かく設定したい場合は「ggtext::geom_richtext関数」や「ggtext::geom_textbox関数」も参照してください。
この記事での作図コードやデータフレームは、あくまで参考図を作るためのものです。必要な部分を汲み取って利用してください。
利用するパッケージを読み込みます。
# 利用パッケージ library(tidyverse)
この記事では、基本的にパッケージ名::関数名()の記法を使うので、パッケージを読み込む必要はありません。ただし、作図コードがごちゃごちゃしないようにパッケージ名を省略しているため、ggplot2は読み込む必要があります。
また、ネイティブパイプ演算子|>を使っています。magrittrパッケージのパイプ演算子%>%に置き換えても処理できますが、その場合はmagrittrも読み込む必要があります。
デフォルト
まずは、デフォルトの設定で描画してみます。
# ダミーのデータフレームを作成 dummy_df <- tidyr::tibble(v = 0) # デフォルトのラベルを確認 ggplot(data = dummy_df) + geom_label(x = 0, y = 0, label = "label text") + # ラベル coord_equal() + # アスペクト比 lims(x = c(-1, 1), y = c(-1, 1)) + # 表示範囲 labs(title = "ggplot2::geom_label()")
プロット位置(x, y引数)は、geom_label()の引数として(aes()の外で)指定できますが、何かしらのデータフレームを渡しておく必要があります。(1データであってもデータフレームに値を持たせて描画した方がいいのでしょう。)
hjust引数・vjust引数
プロット位置(x, y引数)に対するラベルの横方向の配置位置をhjust引数、縦方向の配置位置をvjust引数で設定できます。
作図コード(クリックで展開)
# 配置位置を指定 just_df <- tidyr::expand_grid( h = c(0, 0.5, 1), v = c(0, 0.5, 1) ) |> # 格子点を作成 dplyr::mutate( x = h, y = v, label = paste0( "hjust = ", stringr::str_pad(h, width = 3, side = "right"), "\n", "vjust = ", stringr::str_pad(v, width = 3, side = "right") ) # 確認用ラベル ) just_df
## # A tibble: 9 × 5 ## h v x y label ## <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <chr> ## 1 0 0 0 0 "hjust = 0 \nvjust = 0 " ## 2 0 0.5 0 0.5 "hjust = 0 \nvjust = 0.5" ## 3 0 1 0 1 "hjust = 0 \nvjust = 1 " ## 4 0.5 0 0.5 0 "hjust = 0.5\nvjust = 0 " ## 5 0.5 0.5 0.5 0.5 "hjust = 0.5\nvjust = 0.5" ## 6 0.5 1 0.5 1 "hjust = 0.5\nvjust = 1 " ## 7 1 0 1 0 "hjust = 1 \nvjust = 0 " ## 8 1 0.5 1 0.5 "hjust = 1 \nvjust = 0.5" ## 9 1 1 1 1 "hjust = 1 \nvjust = 1 "
(ラベル内で(極力)イコールが揃うように半角スペースで調整しようとしています。)ラベル内での中央揃えなどをしたい場合は「ggtext::geom_textbox関数」を参照してください。
aes()の引数として、データごとに指定できます。
# 配置位置を確認 ggplot(data = just_df, mapping = aes(x = x, y = y)) + geom_label(mapping = aes(label = label, hjust = h, vjust = v)) + geom_point(color = "red", size = 3) + # プロット位置を確認 coord_equal() + # アスペクト比 labs(title = "ggplot2::geom_label()")
プロット位置を赤色の点で示しています。
hjust = 0なら左揃え、hjust = 1なら右揃え、vjust = 0なら下揃え、vjust = 1なら上揃えになります。また、それぞれ0.5なら中央揃えになります。それ以外の値も指定できます。
デフォルトはそれぞれ0.5です。
size引数
文字列と枠の大きさをsize引数で設定できます。
作図コード(クリックで展開)
# ラベルのサイズを指定 size_df <- tibble::tibble( s = seq(from = 0.1, to = 1.5, by = 0.1), y = dplyr::row_number(s), label = paste0("size = ", stringr::str_pad(round(s, digits = 1), width = 3, side = "right")) # 確認用ラベル ) size_df
## # A tibble: 15 × 3 ## s y label ## <dbl> <int> <chr> ## 1 0.1 1 "size = 0.1" ## 2 0.2 2 "size = 0.2" ## 3 0.3 3 "size = 0.3" ## 4 0.4 4 "size = 0.4" ## 5 0.5 5 "size = 0.5" ## 6 0.6 6 "size = 0.6" ## 7 0.7 7 "size = 0.7" ## 8 0.8 8 "size = 0.8" ## 9 0.9 9 "size = 0.9" ## 10 1 10 "size = 1 " ## 11 1.1 11 "size = 1.1" ## 12 1.2 12 "size = 1.2" ## 13 1.3 13 "size = 1.3" ## 14 1.4 14 "size = 1.4" ## 15 1.5 15 "size = 1.5"
aes()の引数として、データごとに指定できます。
# ラベルのサイズを確認 ggplot(data = size_df, mapping = aes(y = y, label = label, size = s)) + geom_label(x = 1, hjust = 0, show.legend = FALSE) + # 左揃え geom_label(x = 2, hjust = 0.5, show.legend = FALSE) + # 中央揃え geom_label(x = 3, hjust = 1, show.legend = FALSE) + # 右揃え theme(axis.title = element_blank(), axis.text.y = element_blank(), axis.ticks.y = element_blank()) + # 軸線を非表示化 scale_x_continuous(breaks = 1:3, labels = c("hjust = 0", "hjust = 0.5", "hjust = 1"), limits = c(0.5, 3.5)) + labs(title = "ggplot2::geom_label()")
(デフォルトはいくつでしょうか？)
枠サイズだけを調整する場合はlable.padding引数を使います。
label.size引数
枠線の太さをlabel.sizeで設定できます。
作図コード(クリックで展開)
# 枠線の太さを指定 size_df <- tibble::tibble( s = seq(from = 0.1, to = 1.5, by = 0.1), x = 0, y = dplyr::row_number(s) - 1, label = paste0("label.size = ", stringr::str_pad(round(s, digits = 1), width = 3, side = "right")) # 確認用ラベル ) size_df
## # A tibble: 15 × 4 ## s x y label ## <dbl> <dbl> <dbl> <chr> ## 1 0.1 0 0 "label.size = 0.1" ## 2 0.2 0 1 "label.size = 0.2" ## 3 0.3 0 2 "label.size = 0.3" ## 4 0.4 0 3 "label.size = 0.4" ## 5 0.5 0 4 "label.size = 0.5" ## 6 0.6 0 5 "label.size = 0.6" ## 7 0.7 0 6 "label.size = 0.7" ## 8 0.8 0 7 "label.size = 0.8" ## 9 0.9 0 8 "label.size = 0.9" ## 10 1 0 9 "label.size = 1 " ## 11 1.1 0 10 "label.size = 1.1" ## 12 1.2 0 11 "label.size = 1.2" ## 13 1.3 0 12 "label.size = 1.3" ## 14 1.4 0 13 "label.size = 1.4" ## 15 1.5 0 14 "label.size = 1.5"
データごとに(aes()の中で)設定できません。
# 枠線の太さを確認 g <- ggplot() + theme(axis.title = element_blank(), axis.text = element_blank(), axis.ticks = element_blank()) + # 軸線を非表示化 lims(x = c(-0.5, 0.5)) + # 表示範囲 labs(title = "ggplot2::geom_label()") for(i in 1:nrow(size_df)) { # 値ごとにラベルを重ねて描画 g <- g + geom_label(data = size_df[i, ], mapping = aes(x = x, y = y, label = label), label.size = size_df[["s"]][i]) } g
(label.***引数はデータごとに指定できないため、for()を使って1データずつ設定を変更して描画しています。)
値が大きいほどラベルが大きくなります。
デフォルトは0.25です。
label.padding引数
文字列と枠線の間の余白をunit()を使ってlabel.padding引数で設定できます。
作図コード(クリックで展開)
# 文字列と枠線の間を指定 pad_df <- tibble::tibble( pad = seq(from = 0, to = 1.5, by = 0.1), y = dplyr::row_number(pad), label = paste0( "label.padding = unit(", stringr::str_pad(round(pad, digits = 1), width = 3, side = "right"), ', "lines")' ) # 確認用ラベル ) pad_df
## # A tibble: 16 × 3 ## pad y label ## <dbl> <int> <chr> ## 1 0 1 "label.padding = unit(0 , \"lines\")" ## 2 0.1 2 "label.padding = unit(0.1, \"lines\")" ## 3 0.2 3 "label.padding = unit(0.2, \"lines\")" ## 4 0.3 4 "label.padding = unit(0.3, \"lines\")" ## 5 0.4 5 "label.padding = unit(0.4, \"lines\")" ## 6 0.5 6 "label.padding = unit(0.5, \"lines\")" ## 7 0.6 7 "label.padding = unit(0.6, \"lines\")" ## 8 0.7 8 "label.padding = unit(0.7, \"lines\")" ## 9 0.8 9 "label.padding = unit(0.8, \"lines\")" ## 10 0.9 10 "label.padding = unit(0.9, \"lines\")" ## 11 1 11 "label.padding = unit(1 , \"lines\")" ## 12 1.1 12 "label.padding = unit(1.1, \"lines\")" ## 13 1.2 13 "label.padding = unit(1.2, \"lines\")" ## 14 1.3 14 "label.padding = unit(1.3, \"lines\")" ## 15 1.4 15 "label.padding = unit(1.4, \"lines\")" ## 16 1.5 16 "label.padding = unit(1.5, \"lines\")"
データごとに(aes()の中で)設定できません。
# 文字列と枠線の間を確認 g <- ggplot() + theme(axis.title = element_blank(), axis.text.y = element_blank(), axis.ticks.y = element_blank()) + # 軸線を非表示化 scale_x_continuous(breaks = 1:3, labels = c("hjust = 0", "hjust = 0.5", "hjust = 1"), limits = c(0.5, 3.5)) + labs(title = "ggplot2::geom_label()") for(i in 1:nrow(pad_df)) { # 値ごとにラベルを重ねて描画 g <- g + geom_label(data = pad_df[i, ], mapping = aes(y = y, label = label), x = 1, hjust = 0, label.padding = unit(pad_df[["pad"]][i], units = "lines")) + # 左揃え geom_label(data = pad_df[i, ], mapping = aes(y = y, label = label), x = 2, hjust = 0.5, label.padding = unit(pad_df[["pad"]][i], units = "lines")) + # 中央揃え geom_label(data = pad_df[i, ], mapping = aes(y = y, label = label), x = 3, hjust = 1, label.padding = unit(pad_df[["pad"]][i], units = "lines")) # 右揃え } g
デフォルトはunit(0.25, "lines")です。"lines"以外も指定できます。
値が大きいほど、余白が広くなり枠が大きくなります。
上下左右で別のサイズを指定したい場合は「ggtext::geom_richtext関数」を参照してください。
label.r引数
四隅の丸みをunit()を使ってlabel.r引数で設定できます。
作図コード(クリックで展開)
# 角の半径を指定 r_lines_df <- tibble::tibble( r = seq(from = 0, to = 2, by = 0.1), y = dplyr::row_number(r), label = paste0( "label.r = unit(", stringr::str_pad(round(r, digits = 1), width = 3, side = "right"), ', "lines")' ) ) r_points_df <- tibble::tibble( r = seq(from = 0, to = 20, by = 1), y = dplyr::row_number(r), label = paste0( "label.r = unit(", stringr::str_pad(round(r, digits = 1), width = 3, side = "right"), ', "points")' ) ) r_lines_df; r_points_df
## # A tibble: 21 × 3 ## r y label ## <dbl> <int> <chr> ## 1 0 1 "label.r = unit(0 , \"lines\")" ## 2 0.1 2 "label.r = unit(0.1, \"lines\")" ## 3 0.2 3 "label.r = unit(0.2, \"lines\")" ## 4 0.3 4 "label.r = unit(0.3, \"lines\")" ## 5 0.4 5 "label.r = unit(0.4, \"lines\")" ## 6 0.5 6 "label.r = unit(0.5, \"lines\")" ## 7 0.6 7 "label.r = unit(0.6, \"lines\")" ## 8 0.7 8 "label.r = unit(0.7, \"lines\")" ## 9 0.8 9 "label.r = unit(0.8, \"lines\")" ## 10 0.9 10 "label.r = unit(0.9, \"lines\")" ## # … with 11 more rows ## # A tibble: 21 × 3 ## r y label ## <dbl> <int> <chr> ## 1 0 1 "label.r = unit(0 , \"points\")" ## 2 1 2 "label.r = unit(1 , \"points\")" ## 3 2 3 "label.r = unit(2 , \"points\")" ## 4 3 4 "label.r = unit(3 , \"points\")" ## 5 4 5 "label.r = unit(4 , \"points\")" ## 6 5 6 "label.r = unit(5 , \"points\")" ## 7 6 7 "label.r = unit(6 , \"points\")" ## 8 7 8 "label.r = unit(7 , \"points\")" ## 9 8 9 "label.r = unit(8 , \"points\")" ## 10 9 10 "label.r = unit(9 , \"points\")" ## # … with 11 more rows
データごとに(aes()の中で)設定できません。
# 角の半径を確認 g <- ggplot() + theme(axis.title = element_blank(), axis.text = element_blank(), axis.ticks = element_blank()) + # 軸線を非表示化 lims(x = c(0.5, 2.5)) + # labs(title = "ggplot2::geom_label()") for(i in 1:nrow(r_lines_df)) { # 値ごとにラベルを重ねて描画 g <- g + geom_label(data = r_lines_df[i, ], mapping = aes(y = y, label = label), x = 1, label.r = unit(r_lines_df[["r"]][i], units = "lines"), label.padding = unit(10, units = "points")) + geom_label(data = r_points_df[i, ], mapping = aes(y = y, label = label), x = 2, label.r = unit(r_points_df[["r"]][i], units = "points"), label.padding = unit(10, units = "points")) } g
0だと長方形になり、値が大きくなると丸みを帯びますが、大きすぎると意図しない形になります。
デフォルトはunit(0.15, "lines")です。
color引数・fill引数
color引数で文字列と枠線の色、fill引数で枠内の色を設定できます。文字列と枠線に別の色を指定したい場合は「ggtext::geom_richtext関数」を参照してください。
まずは、それぞれ1つの色を指定します。
作図コード(クリックで展開)
# プロット位置を指定 point_df <- tidyr::tibble(x = 0, y = 0) # 色を指定 ggplot() + geom_label(data = point_df, mapping = aes(x = x, y = y), label = 'fill = "yellow", color = "red"', fill = "yellow", color = "red", label.padding = unit(0.8, "lines"), label.size = 2) + labs(title = "ggplot2::geom_label()")
geom_label()の引数として(aes()の外で)指定します。
続いて、カテゴリデータに対して、データごとに色を設定することを考えます。
作図コード(クリックで展開)
# 線と塗りつぶしの色を指定 color_df <- tibble::tibble( x = 0, y = 1:3, color = c("blue", "yellow", "green"), fill = c("red", "gold", "white"), label = paste0( "color = ", stringr::str_pad(color, width = 6, side = "right"), "\n", " fill = ", stringr::str_pad(fill, width = 6, side = "right") ) # 確認用ラベル ) color_df
## # A tibble: 3 × 5 ## x y color fill label ## <dbl> <int> <chr> <chr> <chr> ## 1 0 1 blue red "color = blue \n fill = red " ## 2 0 2 yellow gold "color = yellow\n fill = gold " ## 3 0 3 green white "color = green \n fill = white "
データ(行)ごとに指定したい色名やカラーコードを持たせておき、aes()の引数に列を指定してみます。
# ラベルの色を確認:(失敗) ggplot() + geom_label(data = color_df, mapping = aes(x = x, y = y, label = label, color = color, fill = fill), size = 5, label.padding = unit(1, "lines"), label.size = 2) + theme(axis.title = element_blank(), axis.text = element_blank(), axis.ticks = element_blank()) + # 軸線を非表示化 lims(x = c(-0.5, 0.5), y = c(0.5, 3.5)) + # 表示範囲 labs(title = "ggplot2::geom_label()")
指定した列の文字列ごとにカテゴリデータとして認識され、自動で色付けされています。
また、アルファベット順で処理されています。カテゴリに特定の順序を持たせる場合は、因子型に変換してレベルを設定します。
(color, fill列をカテゴリとして、)カテゴリごとに色を設定します。
# ラベルの色を確認 ggplot() + geom_label(data = color_df, mapping = aes(x = x, y = y, label = label, color = color, fill = fill), size = 5, label.padding = unit(1, "lines"), label.size = 2) + scale_color_manual(breaks = unique(color_df[["color"]]), values = c("blue", "yellow", "green")) + # 線の色 scale_fill_manual(breaks = unique(color_df[["fill"]]), values = c("red", "gold", "white")) + # 塗りつぶし色 theme(axis.title = element_blank(), axis.text = element_blank(), axis.ticks = element_blank()) + # 軸線を非表示化 lims(x = c(-0.5, 0.5), y = c(0.5, 3.5)) + # 表示範囲 labs(title = "ggplot2::geom_label()")
scale_color_manual()やscale_fill_manual()でカテゴリごとに色を指定できます。breaks引数に(color, fill引数に指定された列に含まれる)カテゴリ(文字列)、values引数に(カテゴリごとに設定したい)色(色名やカラーコード)を指定します。カテゴリデータが色名である必要はありません(上手くいかないことを示したかっただけです)。
次は、連続値のデータに対して色付けをします。
作図コード(クリックで展開)
# 塗りつぶし用の値を指定 fill_df <- tidyr::expand_grid( x = -5:5, y = -5:5 ) |> # 格子点を作成 dplyr::mutate( z = x + y, label = paste0( "fill = ", stringr::str_pad(z, width = 2, side = "right") ) # 確認用ラベル ) fill_df
## # A tibble: 121 × 4 ## x y z label ## <int> <int> <int> <chr> ## 1 -5 -5 -10 fill = -10 ## 2 -5 -4 -9 fill = -9 ## 3 -5 -3 -8 fill = -8 ## 4 -5 -2 -7 fill = -7 ## 5 -5 -1 -6 fill = -6 ## 6 -5 0 -5 fill = -5 ## 7 -5 1 -4 fill = -4 ## 8 -5 2 -3 fill = -3 ## 9 -5 3 -2 fill = -2 ## 10 -5 4 -1 fill = -1 ## # … with 111 more rows
fill引数に連続値の列を指定します。
# 塗りつぶし色を確認 ggplot() + geom_label(data = fill_df, mapping = aes(x = x, y = y, label = label, fill = z), color = "white", label.padding = unit(0.8, "lines")) + coord_equal() + # アスペクト比 labs(title = "geom_label()", fill = "z=x+y")
fill引数に指定された値に応じて濃淡が付きます。
color引数の場合も同様です。
この記事では、ggplot2パッケージのgeom_label()を解説しました。次の記事では、より高機能にラベル付けができるggtextパッケージのgeom_richtext()を解説します。
Enjoy!
参考
おわりに
3年目のRアドカレ参加です。もうアドカレの季節なのか、、、一昨年に1つ初投稿して昨年2つ投稿しました。この場合、今年はいくつ投稿すべきでしょうか。3つ？4つ？
別の記事(Rアドカレ10日目の予定)で{ggtext}のgeom_textbox()を使うのでその記事の中で解説するために少し調べてみたところ、なぜか3つ記事が生えることになりました。というわけで続きます。
その前にこの曲を聴いてEnjoy!しましょう。
【次の内容】
