R 使い方 軸と目盛りの調整まとめ グラフの描き方

バイオインフォ道場、くまぞうです。

Rでグラフを描画する場合、位置やサイズを自動で調整してくれるので大変便利です。しかし、少しカスタマイズしようと思えば、色々なパラメータを調整する必要があります。より綺麗なグラフに仕上げるために、軸の目盛りの調整についてまとめます。

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軸のラベルについて

基本的な使い方

グラフの描画の際、x軸・y軸のラベルや目盛りを意識することは少ないように思います。間隔や表示すべきデータをRが調整して、美しいグラフを仕上げることが出来ます。バイオインフォマティクスでも、散布図やヒートマップ・ボックスプロットなど色々なグラフを使いますが、細かい表現を気にしなければ簡単に描画することが出来ます。
軸目盛りのカスタマイズに関しては、文字の大きさや余白・表示間隔・数字表現(n乗)などを調整することが多いようです。

散布図

表示するデータのレンジが広い場合は、一部が10のn乗の表記になることがあります。
plot2

> data <- read.delim("data.txt")
> plot(data)

ヒートマップ

各軸に表示する文字が長い場合は、文字の大きさや向き調整したり・余白を広めにとるなどの調整が必要になります。
heatmap2

# from R sample
> require(graphics)
> require(grDevices)
> x  <- as.matrix(mtcars)
> heatmap(x, col = cm.colors(256), scale = "column")

>head(x, 3)
               mpg cyl disp  hp drat    wt  qsec vs am gear carb
Mazda RX4     21.0   6  160 110 3.90 2.620 16.46  0  1    4    4
Mazda RX4 Wag 21.0   6  160 110 3.90 2.875 17.02  0  1    4    4
Datsun 710    22.8   4  108  93 3.85 2.320 18.61  1  1    4    1

ボックスプロット

並べる項目数が多くなる・表示する文字が長くなると、文字のサイズや向きの調整が必要になります。
boxplot2

> boxplot(count ~ spray, data = InsectSprays, col = "lightgray")

> print(InsectSprays,3)
  count spray
1    10     A
2     7     A
3    20     A
...
70   26     F
71   24     F
72   13     F
※sprayの項目名を「spray_data_」で修飾

よく使うオプション

軸の目盛りやラベル表示に関連して、表現を少し工夫する場合はオプションを設定します。

  • xlab, ylab

    軸のラベルを指定します。

  • xlim, ylim

    軸に対する表示範囲を指定します。

  • xlog, ylog

    それぞれの軸を対数スケールで指定します。

  • cex.lab

    軸のラベルの大きさを調整します。(デフォルトサイズに対する倍数指定)

  • cex.axis

    軸の目盛りの大きさを調整します。(デフォルトサイズに対する倍数指定)

  • las

    軸の目盛りの向きを調整します。

  • mar

    プロット領域のマージンを調整します。

  • par

    グラフィカルパラメータの確認や設定を行うときに使います。

こんなときはどうする?

  • 目盛りの文字の大きさを調整したい場合は?

    目盛りの文字の大きさを調整するには、cex.axisオプションを指定します。デフォルトサイズに対する倍率で指定するので、0.2…0.5くらいの数値を設定して微調整すると設定しやすいと思います。par()関数で設定して描画します。
    boxplot5

    > par(cex.axis=0.5)
    > boxplot(count ~ spray, data=InsectSprays, col="lightgray")

    heatmap関数の場合は、ラベルの大きさを制御するオプションとしてcexRowcexColが準備されています。デフォルトサイズに対する倍率で指定するので、0.2…0.5くらいの数値を設定して微調整すると設定しやすいと思います。尚、デフォルトは、0.2をベースにして、列数や行数で自動で微調整されます。実際は、グラフの外側領域のサイズを調整しつつ、文字の大きさを調整すると良いと思います。
    heatmap3

    > heatmap(x, col = cm.colors(256), scale = "column", cexRow=0.5)

  • 余白を調整したい場合は?

    余白のサイズを調整するには、グラフィカルパラメータを調整します。特に、グラフ描画に関しては、プロット領域のマージンを調整することが多いのですが、その場合はレイアウトパラメータmarを調整します。具体的には、par()関数を使って設定を行います。par()関数でマージンを設定後に描画すると、マージン設定を反映したプロットが描画されます。
    boxplot3

    > par()$mar
    5.1 4.1 4.1 2.1 #下マージン・左マージン・上マージン・右マージン
    > par(mar=c(2.5, 2.5, 1, 1))
    > boxplot(count ~ spray, data=InsectSprays, col="lightgray")

    heatmap関数の場合は、マージンを調整するオプションとして、marginsオプションが準備されています。par$marと異なり2つのパラメータを指定しますが、下マージンと右マージンに対応しています。列名が長い場合や、行名が長い場合は、文字サイズとマージンを調整すると綺麗なヒートマップを描画できます。
    heatmap

    > heatmap(x, col=cm.colors(256), scale="column", margins=c(5,10))

  • ラベルの向きを調整したい?

    boxplotのように項目名を1つ1つ全てに表示したい場合、文字が長くて表示が間引かれたり、描画枠からはみ出てしまうと困ります。そのようなときは、lasオプションを指定します。lasには0〜3までの4つの設定があります。(y,x)=(横・横, 縦・横, 縦・縦, 横・縦)で設定できます。par()関数で設定して描画します。
    boxplot6

    > par(las=2)
    > boxplot(count ~ spray, data=data2, col="lightgray", xlab="x label")

  • 任意の間隔・内容で軸ラベルを表示したい?

    軸の目盛りを任意の場所・任意の内容で表示する場合、グラフの表示と軸の表示を分けます。グラフの軸に関する表示を「非表示」に設定し、軸は別で描画します。軸の表示は、axis関数を使います。引数のatで任意の位置を指定し、labelsで表示するテキストを指定します。
    barplot2

    > barplot(VADeaths, axisnames=F)
    > axis(1, at=c(0.7, 1.9, 4.3), labels=c("Rural Male", "Rural Female", "Urban Female"))

  • データの近くにテキストを表示したい?

    グラフ描画の際、図だけではわかりにくいので、値をテキストで表示したいときがあります。そのようなときは、text関数を使います。表示位置x・y、データを指定することで、任意の位置に値を表示することができます。
    barplot3

    > barplot(VADeaths)
    > text(c(0.7), sum(VADeaths[,1])+4, labels=c(sum(VADeaths[,1])), col="red")

  • 目盛りのベキ乗表記を出来るだけ避けたい?

    レンジが広いデータを扱う場合、目盛りの一部や片方の軸だけベキ乗表示になる場合があります。そのようなときは、プロット情報をもとに目盛りを作りなおして、axis関数で別途表示を検討します。
    scatter_x

    > plot(data_x, xaxt='n')
    > x <- par()$xaxp
    > x_seq <- seq(x[1], x[2], by=(x[2]-x[1])/x[3])
    > x_seq <- as.integer(x_seq)
    [1] 0  200000  400000  600000  800000 1000000
    > axis(1, x_seq, labels=format(x_seq, sientific=F))

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