R可视化13|ggplot2-图层图形语法 (5)

"pythonic生物人"的第111篇分享。

本文系统介绍ggplot2的自带主题（Themes）及主题个性化，续前篇。

本文目录

11、主题（Themes）
自带主题
个性化主题 
  背景|标题|图边框 （Plot elements）
  坐标轴设置 （Axis elements） 
  图例（Legend elements） 
  画板设置（ Panel elements） 
  分面（Facetting elements）

---

11、主题（Themes）

Python中Matplotlib和Seaborn关于主题的设置见：

• 自带主题

ggthemes中包含34种主题，各个主题长什么样子了？

options(repr.plot.width = 5.5, repr.plot.height = 28, repr.plot.res = 300)
library(dplyr)
library(ggthemes)
base <- ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) + 
  geom_point() + 
  geom_smooth()
p1 <- base+theme_base()+ggtitle("theme_base()")
p2 <- base+theme_bw()+ggtitle("theme_bw()")
p3 <- base+theme_calc()+ggtitle("theme_calc()")
p4 <- base+theme_classic()+ggtitle("theme_classic()")
p5 <- base+theme_clean()+ggtitle("theme_clean()")
p6 <- base+theme_dark()+ggtitle("theme_dark()")
p7 <- base+theme_economist()+ggtitle("theme_economist()")
p8 <- base+theme_economist_white()+ggtitle("theme_economist_white()")
p9 <- base+theme_excel()+ggtitle("theme_excel()")
p10 <- base+theme_excel_new()+ggtitle("theme_excel_new()")
p11 <- base+theme_few()+ggtitle("theme_few()")
p12 <- base+theme_fivethirtyeight()+ggtitle("theme_fivethirtyeight()")
p13 <- base+theme_foundation()+ggtitle("theme_foundation()")
p14 <- base+theme_gdocs()+ggtitle("theme_gdocs()")
p15 <- base+theme_get()+ggtitle("theme_get()")
p16 <- base+theme_gray()+ggtitle("theme_gray()")
p17 <- base+theme_grey()+ggtitle("theme_grey()")
p18 <- base+theme_hc()+ggtitle("theme_hc()")
p19 <- base+theme_igray()+ggtitle("theme_igray()")
p20 <- base+theme_light()+ggtitle("theme_light()")
p21 <- base+theme_linedraw()+ggtitle("theme_linedraw()")
p22 <- base+theme_map()+ggtitle("theme_map()")
p23 <- base+theme_minimal()+ggtitle("theme_minimal()")
p24 <- base+theme_pander()+ggtitle("theme_pander()")
p25 <- base+theme_par()+ggtitle("theme_par()")
p26 <- base+theme_replace()+ggtitle("theme_replace()")
p28 <- base+theme_solarized()+ggtitle("theme_solarized()")
p29 <- base+theme_solarized_2()+ggtitle("theme_solarized_2()")
p30 <- base+theme_solid()+ggtitle("theme_solid()")
p31 <- base+theme_stata()+ggtitle("theme_stata()")
p32 <- base+theme_test()+ggtitle("theme_test()")
p33 <- base+theme_tufte()+ggtitle("theme_tufte()")
p34 <- base+theme_update()+ggtitle("theme_update()")
p35 <- base+theme_void()+ggtitle("theme_void()")
p36 <-  grid.arrange(p1, p2, p3, p4, p5, p6, p7, p8, p9, p10, p11, p12, p13, p14, p15, p16,  p17, p18, p19, p20, p21, p22, p23, p24, p25, p26, p28, p29, p30, p31,  p32, p33, p34, p35,nrow = 17)
ggsave("theme.png", p36, width = 5.5, height = 28) 

---

• 个性化主题

可通过修改theme函数中的如下参数，进而个性化绘图主题。

> theme
#以下()中的参数都可自由修改
function (line, rect, text, title, aspect.ratio, axis.title, 
    axis.title.x, axis.title.x.top, axis.title.x.bottom, axis.title.y, 
    axis.title.y.left, axis.title.y.right, axis.text, axis.text.x, 
    axis.text.x.top, axis.text.x.bottom, axis.text.y, axis.text.y.left, 
    axis.text.y.right, axis.ticks, axis.ticks.x, axis.ticks.x.top, 
    axis.ticks.x.bottom, axis.ticks.y, axis.ticks.y.left, axis.ticks.y.right, 
    axis.ticks.length, axis.ticks.length.x, axis.ticks.length.x.top, 
    axis.ticks.length.x.bottom, axis.ticks.length.y, axis.ticks.length.y.left, 
    axis.ticks.length.y.right, axis.line, axis.line.x, axis.line.x.top, 
    axis.line.x.bottom, axis.line.y, axis.line.y.left, axis.line.y.right, 
    legend.background, legend.margin, legend.spacing, legend.spacing.x, 
    legend.spacing.y, legend.key, legend.key.size, legend.key.height, 
    legend.key.width, legend.text, legend.text.align, legend.title, 
    legend.title.align, legend.position, legend.direction, legend.justification, 
    legend.box, legend.box.just, legend.box.margin, legend.box.background, 
    legend.box.spacing, panel.background, panel.border, panel.spacing, 
    panel.spacing.x, panel.spacing.y, panel.grid, panel.grid.major, 
    panel.grid.minor, panel.grid.major.x, panel.grid.major.y, 
    panel.grid.minor.x, panel.grid.minor.y, panel.ontop, plot.background, 
    plot.title, plot.title.position, plot.subtitle, plot.caption, 
    plot.caption.position, plot.tag, plot.tag.position, plot.margin, 
    strip.background, strip.background.x, strip.background.y, 
    strip.placement, strip.text, strip.text.x, strip.text.y, 
    strip.switch.pad.grid, strip.switch.pad.wrap, ..., complete = FALSE, 
    validate = TRUE) 
{。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
}

以下分类介绍。

• 背景|标题|图边框 （Plot elements）

Element	Setter（每个函数中有若干参数可修改）	Description
plot.background	element_rect()	plot background
plot.title	element_text()	plot title
plot.margin	margin()	margins around plot

拿 element_text()、element_rect()、margin()为例，看看有哪些参数可设置，完全不需要记住这些参数，只需在R件中输入对应Setter即可查看所有可修改参数。

> element_text()
List of 11
 $ family       : NULL
 $ face         : NULL
 $ colour       : NULL
 $ size         : NULL
 $ hjust        : NULL
 $ vjust        : NULL
 $ angle        : NULL
 $ lineheight   : NULL
 $ margin       : NULL
 $ debug        : NULL
 $ inherit.blank: logi FALSE
 - attr(*, "class")= chr [1:2] "element_text" "element"
> element_rect()
List of 5
 $ fill         : NULL
 $ colour       : NULL
 $ size         : NULL
 $ linetype     : NULL
 $ inherit.blank: logi FALSE
 - attr(*, "class")= chr [1:2] "element_rect" "element"
> margin()
[1] 0points 0points 0points 0points

举个栗子

options(repr.plot.width = 4.5, repr.plot.height = 3, repr.plot.res = 300)
base <- ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) + 
  geom_point() + 
  geom_smooth() + labs(title = "Comeon man")
p1 <- base

p2 <- base + theme(plot.background = element_rect(fill = "#74C476", colour = "red"))#背景色设置
p3 <- base + theme(plot.title = element_text(face = "bold", colour = "blue"))#标题设置
p4 <- base + theme(plot.margin = margin(1, 2, 0.5, 2))#设置绘图区域大小
p5 <-  grid.arrange(p1, p2, p3, p4,nrow = 2)
ggsave("theme1.png", p5, width = 4.5, height = 3) 

• 坐标轴设置 （Axis elements）

Element	Setter	Description
axis.line	element_line()	line parallel to axis (hidden in default themes)
axis.text	element_text()	tick labels
axis.text.x	element_text()	x-axis tick labels
axis.text.y	element_text()	y-axis tick labels
axis.title	element_text()	axis titles
axis.title.x	element_text()	x-axis title
axis.title.y	element_text()	y-axis title
axis.ticks	element_line()	axis tick marks
axis.ticks.length	unit()	length of tick marks

options(repr.plot.width = 2, repr.plot.height = 6, repr.plot.res = 300)
p1 <- base + theme(axis.line = element_line(colour = "grey50", size = 1))
p2 <- base + theme(axis.text = element_text(color = "red", size = 12))
p3 <- base + theme(axis.text.x = element_text(angle = 45, vjust = 0.5))

p4 <-  grid.arrange(p1, p2, p3,nrow = 1)
ggsave("theme2.png", p4, width = 2, height = 6) 

• 图例（Legend elements）

Element	Setter	Description
legend.background	element_rect()	legend background
legend.key	element_rect()	background of legend keys
legend.key.size	unit()	legend key size
legend.key.height	unit()	legend key height
legend.key.width	unit()	legend key width
legend.margin	unit()	legend margin
legend.text	element_text()	legend labels
legend.text.align	0–1	legend label alignment (0 = right, 1 = left)
legend.title	element_text()	legend name
legend.title.align	0–1	legend name alignment (0 = right, 1 = left)

options(repr.plot.width = 5, repr.plot.height = 4, repr.plot.res = 300)
df <- data.frame(x = 1:4, y = 1:4, z = rep(c("a", "b"), each = 2))
p1 <-  base <- ggplot(df, aes(x, y, colour = z)) + geom_point()

p2 <-  base + theme(
  legend.background = element_rect(
    fill = "lemonchiffon", 
    colour = "grey50", 
    size = 1
  )
)
p3 <-  base + theme(
  legend.key = element_rect(color = "grey50"),
  legend.key.width = unit(0.9, "cm"),
  legend.key.height = unit(0.75, "cm")
)
p4 <-  base + theme(
  legend.text = element_text(size = 15),
  legend.title = element_text(size = 15, face = "bold")
)

p5 <-  grid.arrange(p1, p2, p3, p4, nrow = 2)
ggsave("theme3.png", p5, width = 2, height = 6)

• 画板设置（ Panel elements）

Element	Setter	Description
panel.background	element_rect()	panel background (under data)
panel.border	element_rect()	panel border (over data)
panel.grid.major	element_line()	major grid lines
panel.grid.major.x	element_line()	vertical major grid lines
panel.grid.major.y	element_line()	horizontal major grid lines
panel.grid.minor	element_line()	minor grid lines
panel.grid.minor.x	element_line()	vertical minor grid lines
panel.grid.minor.y	element_line()	horizontal minor grid lines
aspect.ratio	numeric	plot aspect ratio

options(repr.plot.width = 7, repr.plot.height = 2, repr.plot.res = 300)
p1 <- base + theme(panel.background = element_rect(fill = "lightblue"))
p2 <-base + theme(
  panel.grid.major = element_line(color = "gray60", size = 0.8)
)  
p3 <-base + theme(
  panel.grid.major.x = element_line(color = "gray60", size = 0.8)
)


p4 <-  grid.arrange(p1, p2, p3,nrow = 1)
ggsave("theme4.png", p4, width = 5, height = 2) 

• 分面（Facetting elements）

Element	Setter	Description
strip.background	element_rect()	background of panel strips
strip.text	element_text()	strip text
strip.text.x	element_text()	horizontal strip text
strip.text.y	element_text()	vertical strip text
panel.margin	unit()	margin between facets
panel.margin.x	unit()	margin between facets (vertical)
panel.margin.y	unit()	margin between facets (horizontal)

df <- data.frame(x = 1:4, y = 1:4, z = c("a", "a", "b", "b"))
base_f <- ggplot(df, aes(x, y)) + geom_point() + facet_wrap(~z)

base_f
base_f + theme(panel.margin = unit(0.5, "in"))
#> Warning: `panel.margin` is deprecated. Please use `panel.spacing` property
#> instead
base_f + theme(
  strip.background = element_rect(fill = "grey20", color = "grey80", size = 1),
  strip.text = element_text(colour = "white")
)

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