第 4 章 Graphing Basics

4.1 Drake Rmd📋

4.2 設定中文字體

Package: showtext

參考資料

R環境中文字形

# R在你電腦上找得到的字形
font_files() #  查詢有什麼字形
font_add("notoSansTC", # 把字形加到R系統裡，取名為notoSansTC family
         regular="NotoSansTC-Regular.otf", # family裡的regular字體檔名
         bold="NotoSansTC-Bold.otf") # family裡的bold字體檔名
font_families() # 查看notoSansTC family有沒有成功加入
# Google提供的字形
font_families_google() %>%
  stringr::str_subset(regex("noto", ignore_case = T)) # 鎖定東方語系字形系列Noto
font_add_google("Noto Sans TC") # 加入無襯字的Noto繁體中文
font_families() # 查看notoSansTC family有沒有成功加入

ggplot2中文字形

library(showtext)
showtext_auto()
theme(
  text=element_text(family = "Noto Sans TC")
  ) %>%
  theme_set()

你也可以在你的.Rprofile或drake makecondition裡加上:

font_add_google("Noto Sans TC") # 加入無襯字的Noto繁體中文

showtext_auto(enable=TRUE) #啟用字體
ggplot2::theme(
  text=ggplot2::element_text(family="Noto Sans TC")
) -> themeTextSetting
ggplot2::theme_set(
  themeTextSetting
)

R Markdown設定

如果你的圖是要在R Markdown裡直接knitr後呈現，不像我們這學期是要輸出後製的話，你要在setup chunk增加

knitr::opts_chunk$set(fig.showtext=TRUE, fig.retina = 1)

4.3 Essential Elements

three countries scale labs scale, theme labs geom_rect geom_line geom_line ggplot

4.3.1 makecondition

假設你的font_families()已有“Noto Sans TC”

library(readr)
library(ggplot2)
library(drake)
library(rmd2drake)
library(dplyr)
library(showtext)
font_add(
  "Noto Sans TC",
  regular="NotoSansTC-Regular.otf",
  bold="NotoSansTC-Bold.otf") 
# font_add_google("Noto Sans TC") 
showtext_auto()
theme(
  text=element_text(family = "Noto Sans TC")
  ) %>%
  theme_set()

rprojroot::is_rstudio_project -> pj
pj$make_fix_file() -> root

4.3.2 ggplot()

# <<canvas>>
canvas <- ggplot()

  • generates a list of information holder

  • the object has a class of “ggplot” which equip with a print method that maps the list of information into a data visualization graph.

class(canvas)
canvas # deliver the result of its print method
str(canvas,1)

顯示一個完整的ggplot物件所需要的9個元素。

4.3.3 Layer-add operator: +

Add/fill detail information to canvas (i.e. the list-of-9-elements ggplot object) for a layer.

4.3.4 Geom layers

Generate information of geometric objects from data for adding to canvas

點擊圖片可看到更細部的內容：

canvas+geom_line(...)
canvas+geom_density(...)
:
canvas+geom_tile(...)

4.3.5 Geom layers setup

  • mapping=aes(x=dataframe_variable1, y=dataframe_variable2, ...)

  • data=a data frame

原始資料

# <<big5bankInterestRates>>
big5bankInterestRates = read_csv("https://www.cbc.gov.tw/public/data/OpenData/A13Rate.csv")

經過整理得到臺灣銀行不同期限定存之（年）利率(使用Drake addin: Loadd target at cursor可直接把subsetDataTWbank叫進global environment)

# <<subsetDataTWbank>>

  • 資料data: subsetDataTWbank

  • 座標對應coordinate: x=西元年月,y=`定存利率-一個月-固定`

  • 幾何圖示類型geom: line

Usage:

geom_line(
  mapping=aes(x=...,y=...)
  data=...
)
  • arguments定義順序是mapping, data. (沒有寫mapping=, data=時要依定義順序放input arguments)
library(ggplot2)
# <<ggline>>
canvas +
  geom_line(
    mapping=aes(x=西元年月,y=`定存利率-一個月-固定`),
    data=subsetDataTWbank
  )

# 或
canvas +
  geom_line(
    aes(x=西元年月,y=`定存利率-一個月-固定`),
    subsetDataTWbank
  )

When data and mapping are required, geom function put mapping first and data second. So you can also write:

canvas +
  geom_line(
    mapping=aes(x=西元年月,y=`定存利率-一個月-固定`),
    data=subsetDataTWbank
  )
# or 省略input argument names **only if you following their definition orders**
canvas +
  geom_line(
    aes(x=西元年月,y=`定存利率-一個月-固定`), 
    subsetDataTWbank
  )

幾何圖示類型為point

# <<ggpoint>>
canvas+
  geom_point(
    aes(x=西元年月,y=`定存利率-一個月-固定`),
    subsetDataTWbank
  )

4.3.6 Layer stacking

geom_...可以不斷以+層疊上去。

# <<ggLinePoint>>
ggline +
  geom_point(
    aes(x=西元年月,y=`定存利率-一個月-固定`), 
    subsetDataTWbank 
  )

不同期限利率一層層疊上去

# <<ggline3M>>
ggline3M
# <<ggline1Y>>
ggline1Y
# <<ggline2Y3Y>>
ggline2Y3Y

  • 查看最後的ggplot物件ggline2Y3Y:

    • Layers元素每個都有重覆的subsetDataTWbank

    • 可以把subsetDataTWbank移到一開始的ggplot()裡，則後面的geom都可以不寫data

# <<canvas2>>
canvas2 = ggplot(data=subsetDataTWbank)
# <<ggline2Y3Y_2>>
ggline2Y3Y_2 = {
  canvas2 +
    geom_line(
      aes(x = 西元年月, y = `定存利率-一個月-固定`)
    ) +
    geom_line(
      aes(x = 西元年月, y = `定存利率-三個月-固定`),
      color = "blue"
    ) +
    geom_line(
      aes(x = 西元年月, y = `定存利率-一年期-固定`),
      color = "green"
    ) +
    geom_line(
      aes(x = 西元年月, y = `定存利率-二年期-固定`),
      color = "brown"
    ) +
    geom_line(
      aes(x = 西元年月, y = `定存利率-三年期-固定`),
      color = "red"
    ) 
    
}

4.3.7 Labels and theme

加上labels和classic theme

# <<ggTwbInterestRates>>
ggTwbInterestRates= {
  ggline2Y3Y +
    labs(
      title="臺灣銀行不同期限定存利率",
      subtitle="固定利率，單位：% 年率",
      caption="資料出處: 政府開放資料平台https://data.gov.tw/dataset/10359",
      y="",
      x=""
    )+theme_classic()
}

換掉theme

ggTwbInterestRates_bw= {
  ggTwbInterestRates +
    theme_bw()
}

4.4 圖形存檔

saveGgline = {
  ggsave(
    ggTwbInterestRates, 
    file=file.path(
      root(),"img/ggTwbInterestRates.svg"
      ), width=8, height=5)
}

4.5 後製

openSVG

svgOpen(
  file.path(
    root(), "img/ggTwbInterestRates.svg"
  )
)

4.6 文章寫作

  • 範例文件：https://www.dropbox.com/s/kctvb7ltggkg6ca/myResearchPaper.zip?dl=0

  • drake_myResearchPaper.Rmd: 定義drake plan的Rmd, 它可以生成plan_drake_myResearchPaper.R

  • plan_drake_myResearchPaper.R: source()後會生成以四個物件：

    • plan_drake_myResearchPaper
    • mk_plan_drake_myResearchPaper
    • vis_plan_drake_myResearchPaper
    • load_drake_myResearchPaper： 用來提取drake cache中已存在的target放到global environment

  • myResearchPaper.Rmd: 正式的文章寫作Rmd. drake_myResearchPaper.Rmd中的makecondition可能也需要放到裡面。

步驟1

針對drake_xxx.Rmd檔

步驟2

針對myResearchPaper.Rmd設定setup chunk

```{r setup, include=FALSE}
## 你的makecondition

## 產生可讀取drake_cache的loaddd函數
source("plan_drake_xxx.R")
loaddd <- load_plan_drake_xxx
```

需要target時，使用

```{r}
loaddd(targetK)
targetK
```

按knitr產生文章成品。

步驟3（optional）

在drake_xxx.Rmd 增加以下target

```{r report}
report = rmarkdown::render(
    knitr_in(".../myResearchPaper.Rmd"),
    output_file = file_out(".../myResearchPaper.html"),
    quiet = TRUE
  )
```

target={command}當command只有一行指令時，可以不寫{}