绘制图表

此手册页讨论了三个绘图函数 plot.igraph、tkplot 和 rglplot 的共同部分。

详细信息

igraph 包中目前有三个不同的函数可以以各种方式绘制图表

plot.igraph 对 R 设备进行简单的非交互式 2D 绘图。实际上，它是 graphics::plot() 泛型函数的实现，因此您可以编写 plot(graph) 而不是 plot.igraph(graph)。由于它使用了标准的 R 设备，因此它支持 R 具有输出设备的每种输出格式。该列表非常令人印象深刻：PostScript、PDF 文件、XFig 文件、SVG 文件、JPG、PNG，当然您也可以使用默认设备或美观的抗锯齿 Cairo 设备绘制到屏幕。有关更多信息，请参见 plot.igraph()。

tkplot() 使用 tcltk 包进行交互式 2D 绘图。它只能处理中等大小的图表，一千个顶点可能已经太多了。发出 tkplot 命令后，可以交互式更改绘制图表的某些参数：顶点的位置、颜色和大小以及边的颜色和宽度。有关详细信息，请参见 tkplot()。

rglplot() 是一个实验性函数，用于使用 OpenGL 在 3D 中绘制图表。有关更多信息，请参见 rglplot()。

另请查看下面的示例。

如何指定图形参数

有三种方法可以为下面“参数”部分中描述的参数赋值。我们在这里按其优先级给出这三种方法。

第一种方法是向绘图命令提供命名参数：plot.igraph()、tkplot() 或 rglplot()]。顶点参数以“vertex.”为前缀，边参数以“edge.”为前缀，全局参数没有前缀。例如，可以通过参数 vertex.color 给出顶点的颜色，而 edge.color 设置边的颜色。layout 给出图表的布局。

第二种方法是将顶点、边和图属性分配给图表。这些属性没有前缀，即顶点的颜色取自 color 顶点属性，边的颜色取自 color 边属性。图表的布局由 layout 图属性给出。（始终假设相应的命令参数不存在。）如果您想为图表分配给定的“外观”，则设置顶点和边属性很方便，属性与图表一起保存，如果您使用 base::save() 保存图表或使用 write_graph() 以 GraphML 格式保存图表，那么再次加载后图表将具有相同的外观。

如果未在命令行中给出参数，并且相应的顶点/边/图属性也缺失，那么还会检查由 igraph_options() 处理的常规 igraph 参数。顶点参数以“vertex.”为前缀，边参数以“edge.”为前缀，常规参数（如 layout）以“plot”为前缀。如果您希望所有或大多数图表具有相同的外观、顶点大小、顶点颜色等，那么这些参数非常有用。然后您无需在每次绘图时都设置这些参数，也无需为每个图表分配顶点/边属性。

如果此处描述的三种方法均未指定参数的值，则使用其默认值，如源代码中给出的。

不同的参数可以具有不同的类型，例如，顶点颜色可以作为具有颜色名称的字符向量给出，也可以作为具有当前调色板中颜色编号的整数向量给出。不同的类型对不同的参数有效，这将在下一节中详细讨论。然而，始终为真的是，参数始终可以是函数对象，在这种情况下，将以图表作为其单个参数调用该函数对象以获取参数的“正确”值。（如果函数返回另一个函数对象，则不会再次调用它...）

参数列表

首先是顶点参数，请注意，如果将它们用作参数或通过 igraph_options() 设置时，需要添加“vertex.”前缀。参数的值可以是标量，对每个顶点都有效，也可以是向量，每个顶点都有一个单独的值。（较短的向量会被循环使用。）

size

顶点的大小，一个数值标量或向量，在后一种情况下，每个顶点的大小可能不同。顶点大小会被缩放，以便对于所有三个绘图命令，给定值具有大致相同的顶点大小。它不需要是整数。默认值为 15。这足以在顶点上放置短标签。如果 size.scaling 为 TRUE，则使用 relative.size 适当地缩放大小。

size2

顶点的“另一个”大小，适用于某些顶点形状。对于各种矩形形状，这给出了顶点的高度，而 size 给出了宽度。对于可以使用单个数字指定大小的形状，则忽略它。

默认值为 15。

color

顶点的填充颜色。如果是数值，则使用当前调色板，请参见 grDevices::palette()。如果是字符向量，则它可能包含整数值、命名颜色或具有三个或四个字节的 RGB 指定颜色。所有以“#”开头的字符串都假定为 RGB 颜色规范。可以混合命名颜色和 RGB 颜色。请注意，tkplot() 忽略 RGB 颜色规范中的第四个字节（alpha 通道）。

对于 plot.igraph 和整数值，使用默认的 igraph 调色板（参见下面的“palette”参数）。请注意，这与 R 调色板不同。

如果您不希望（某些）顶点具有任何颜色，请提供 NA 作为颜色名称。

默认值为“SkyBlue2”。

frame.color

顶点框架的颜色，允许使用与填充颜色相同的格式。

如果您不希望顶点具有框架，请提供 NA 作为颜色名称。

默认情况下为“black”。

frame.width

顶点框架的宽度。默认值为 1。

shape

顶点的形状，目前支持“circle”、“square”、“csquare”、“rectangle”、“crectangle”、“vrectangle”、“pie”（参见 vertex.shape.pie()）、“sphere”和“none”，并且仅由 plot.igraph() 命令支持。“none”根本不绘制顶点，尽管会绘制顶点标签（如果给定）。有关顶点形状的详细信息，请参见 shapes()，有关使用饼图作为顶点的详细信息，请参见 vertex.shape.pie()。

“sphere”顶点形状将顶点绘制为 3D 光线跟踪球体，具有给定的颜色和大小。这将生成栅格图像，并且仅某些图形设备支持它。在某些设备上，不支持栅格透明度，并且球体没有透明背景。请参见 dev.capabilities 和“rasterImage”功能以检查您的设备是否受支持。

默认情况下，顶点绘制为圆形。

label

顶点标签。它们将被转换为字符。指定 NA 以省略顶点标签。默认顶点标签是顶点 ID。

label.family

用于顶点标签的字体系列。由于不同的绘图命令可以使用不同的字体，因此它们以不同的方式解释此参数。但是，基本表示法被 plot.igraph() 和 tkplot() 理解。rglplot() 目前根本不支持字体，它完全忽略此参数。

对于 plot.igraph()，此参数只需作为参数 family 传递给 graphics::text()。

对于 tkplot()，执行一些转换。如果此参数是现有 Tk 字体的名称，则使用该字体，并且完全忽略 label.font 和 label.cex 参数。如果它是基本系列（serif、sans、mono）之一，则使用 Times、Helvetica 或 Courier 字体，保证这些字体在所有系统上都存在。对于“symbol”基本系列，我们使用符号字体（如果可用），否则使用名称中带有“symbol”的第一个字体。如果该参数不是基本系列的名称，也不是命名的 Tk 字体，则我们将其传递给 tcltk::tkfont.create()，并希望用户知道她在做什么。label.font 和 label.cex 参数也会在此情况下传递给 tcltk::tkfont.create()。

默认值为“serif”。

label.font

要在字体系列中使用的字体，用于顶点标签。它以与 font 图形参数相同的方式解释：1 是纯文本，2 是粗体，3 是斜体，4 是粗斜体，5 指定符号字体。

对于 plot.igraph()，此参数只需传递给 graphics::text()。

对于 tkplot()，如果 label.family 参数不是 Tk 字体的名称，则此参数用于设置新创建的字体是否应为斜体和/或粗体。否则，将忽略它。

对于 rglplot()，它被忽略。

默认值为 1。

label.cex

顶点标签的字体大小。它被解释为某些设备相关基本字体大小的乘法因子。

对于 plot.igraph()，它只需作为参数 cex 传递给 graphics::text()。

对于 tkplot()，它乘以 12，然后用作 tcltk::tkfont.create() 的 size 参数。因此，tkplot 的基本字体为 12。

对于 rglplot()，它被忽略。

默认值为 1。

label.dist

标签与顶点中心的距离。如果为 0，则标签位于顶点中心。如果为 1，则标签显示在顶点旁边。

默认值为 0。

label.degree

它定义顶点标签相对于顶点中心的位置。它被解释为以弧度表示的角度，零表示“向右”，而“pi”表示向左，向上是 -pi/2，向下是 pi/2。

默认值为 -pi/4。

label.color

标签的颜色，有关可能的值，请参见前面讨论的 color 顶点参数。

默认值为 black。

label.angle

顶点标签的旋转角度，以度为单位。对应于 graphics::text() 的 srt 参数。

label.adj

一个或两个数值，给出顶点标签的水平和垂直调整。另请参见 graphics::text() 中的 adj。

size.scaling

在绝对顶点大小调整 (FALSE, 默认) 和相对顶点大小调整 (TRUE) 之间切换。如果为 FALSE，则按原样使用 vertex.size 和 vertex.size2。如果为 TRUE，则使用 relative.size 适当地缩放两者，缩放比例为 relative.size。

relative.size

最小和最大顶点相对于绘图区域的相对大小百分比。当所有顶点的大小相同时，默认情况下，在绘图中观察到的相对大小将等于 relative.size[2]。默认值为 c(.01,.025) (1\

仅当 size.scaling 为 TRUE 时使用。

边参数需要添加“edge.”前缀，当用作参数或由 igraph_options() 设置时。边参数

color

边的颜色，有关可能的值，请参见 color 顶点参数。默认情况下，此参数为 darkgrey。

width

边的宽度。默认值为 1。

arrow.size

箭头的大小。默认值为 1。

arrow.width

箭头的宽度。默认值为 1。

lty

边的线型。接受的格式几乎与标准图形 graphics::par() 相同，0 和“blank”表示没有边，1 和“solid”表示实线，其他可能的值是：2 (“dashed”)、3 (“dotted”)、4 (“dotdash”)、5 (“longdash”)、6 (“twodash”)。

tkplot() 还接受标准的 Tk 线型字符串，但是它不支持“blank”线，而是使用类型“1”而不是类型“0”，即绘制实线。

rglplot() 忽略此参数。

默认值为类型 1，实线。

label

边标签。它们将被转换为字符。指定 NA 以省略边标签。

默认情况下省略边标签。

label.family

边标签的字体系列。有关详细信息，请参见具有相同名称的顶点参数。

label.font

边标签的字体。有关详细信息，请参见前面讨论的相应顶点参数。

label.cex

边标签的字体大小，有关详细信息，请参见相应的顶点参数。

label.color

边标签的颜色，有关如何指定颜色，请参见 color 顶点参数。

label.x

水平 NA 元素将被自动计算的坐标替换。如果为 NULL，则自动计算所有边的水平坐标。此参数仅受 plot.igraph 支持。

label.y

与 label.x 相同，但适用于垂直坐标。

curved

指定是否绘制弯曲的边。这可以是逻辑或数值向量或标量。

首先，向量被复制为与图中边的数量相同。然后，分别针对每条边解释它。数值指定边的曲率；零曲率表示直线边，负值表示边顺时针弯曲，正值表示相反方向。TRUE 表示曲率 0.5，FALSE 表示曲率零。

默认情况下，指定曲率的向量通过调用 curve_multiple() 函数来计算。此函数确保多个边弯曲并且都可见。环边忽略此参数。

默认值为 FALSE。

rglplot() 当前忽略此参数。

arrow.mode

此参数可用于指定应为哪些边绘制箭头。如果用户（以三种方式中的任何一种方式）给出了此参数，则它指定哪些边将具有正向箭头、反向箭头或两者都有，或者根本没有箭头。与往常一样，此参数可以是向量或标量值。它可以是整数或字符类型。如果它是整数，则 0 表示没有箭头，1 表示反向箭头，2 表示正向箭头，3 表示两者。如果它是字符向量，则“<”和“<-”指定反向箭头，“>”和“->”指定正向箭头，“<>”和“<->”表示两个箭头。所有其他值表示没有箭头，也许您应该使用“-”或“–”来指定没有箭头。

提示：此参数可用作绘制“混合”图的“廉价”解决方案：其中一些边是有向的，一些边不是。如果您想这样做，请创建一个有向图，因为从 0.4 版本开始，可以在无向图中交换边列表中的顶点对。

默认情况下，对于无向图，不会绘制箭头，对于有向图，将根据其方向为每条边绘制箭头。这并不令人惊讶，这是预期的行为。

loop.angle

给出绘制环边的弧度角。有关如何解释此内容，请参见 label.dist 顶点参数。

默认值为 NULL。这意味着环边将自动在最大可能的间隙中绘制。

loop.angle2

给出绘制环边的第二个弧度角。这仅在 3D 中使用，2D 中 loop.angle 就足够了。

默认值为 0。

其他参数

layout

函数或数值矩阵。它指定顶点在绘图上的放置方式。

如果它是数值矩阵，则矩阵必须为每个顶点有一行，指定其坐标。矩阵应至少有两列，分别用于 x 和 y 坐标，并且它也可以有第三列，这将是 3D 绘图的 z 坐标，对于 2D 绘图，它将被忽略。

如果为 3D 绘图函数 rglplot() 给出了两列矩阵，则假定每个顶点的第三列为 1。

如果 layout 是一个函数，则将使用 graph 作为单个参数调用此函数以确定实际坐标。该函数应返回一个具有两列或三列的矩阵。对于 2D 绘图，第三列被忽略。默认值为 layout_nicely，这是一个基于图表选择布局的智能函数。

margin

绘图下方、上方、左侧和右侧的空白量，它是长度为 4 的数值向量。通常，0 到 0.5 之间的值是有意义的，但也可以使用负值，这将使绘图放大到图表的某个部分。如果它短于 4，则会被循环使用。rglplot() 不支持此参数，因为它可以通过更灵活的方式放大和缩小图表。其默认值为 0。

palette

用于顶点颜色的调色板。默认值为 categorical_pal，这是一个对色盲友好的分类调色板。有关详细信息和其他调色板，请参见其手册页。此参数仅受 plot 支持，不受 tkplot 和 rglplot 支持。

rescale

逻辑常量，是否将坐标重新缩放到 [-1,1]x[-1,1](x[-1,1]) 区间。tkplot 未实现此参数。默认为 TRUE，将重新缩放布局。

asp

一个数值常量，它给出了 plot() 的 asp 参数，即纵横比。如果不想给出纵横比，请在此处提供 0。tkplot 和 rglplot 忽略它。默认为 1。

frame

布尔值，是否在图表周围绘制框架。tkplot 和 rglplot 忽略它。默认为 FALSE。

main

主绘图的总体标题。如果 annotate.plot igraph 选项为 FALSE，则默认值为空，否则为图表的 name 属性。请参见基本 plot 函数的相同参数。仅受 plot 支持。

sub

主绘图的副标题，默认值为空。仅受 plot 支持。

xlab

x 轴的标题，如果 annotate.plot igraph 选项为 FALSE，则默认值为空，如果为 TRUE，则为顶点和边的数量。仅受 plot 支持。

ylab

y 轴的标题，默认值为空。仅受 plot 支持。

参见

plot.igraph()、tkplot()、rglplot()、igraph_options()

作者

Gabor Csardi csardi.gabor@gmail.com

示例

if (FALSE) { # \dontrun{

# plotting a simple ring graph, all default parameters, except the layout
g <- make_ring(10)
g$layout <- layout_in_circle
plot(g)
tkplot(g)
rglplot(g)

# plotting a random graph, set the parameters in the command arguments
g <- barabasi.game(100)
plot(g,
  layout = layout_with_fr, vertex.size = 4,
  vertex.label.dist = 0.5, vertex.color = "red", edge.arrow.size = 0.5
)

# plot a random graph, different color for each component
g <- sample_gnp(100, 1 / 100)
comps <- components(g)$membership
colbar <- rainbow(max(comps) + 1)
V(g)$color <- colbar[comps + 1]
plot(g, layout = layout_with_fr, vertex.size = 5, vertex.label = NA)

# plot communities in a graph
g <- make_full_graph(5) %du% make_full_graph(5) %du% make_full_graph(5)
g <- add_edges(g, c(1, 6, 1, 11, 6, 11))
com <- cluster_spinglass(g, spins = 5)
V(g)$color <- com$membership + 1
g <- set_graph_attr(g, "layout", layout_with_kk(g))
plot(g, vertex.label.dist = 1.5)

# draw a bunch of trees, fix layout
igraph_options(plot.layout = layout_as_tree)
plot(make_tree(20, 2))
plot(make_tree(50, 3), vertex.size = 3, vertex.label = NA)
tkplot(make_tree(50, 2, mode = "undirected"),
  vertex.size = 10,
  vertex.color = "green"
)

# use relative scaling instead of absolute
g <- make_famous_graph("Zachary")
igraph_options(plot.layout = layout_nicely)
plot(g, vertex.size = degree(g))
plot(g, vertex.size = degree(g), size.scaling = TRUE)
plot(g, vertex.size = degree(g), size.scaling = TRUE, relative.size = c(0.05, 0.1))
} # }