r - 为什么tiff输出看起来与R studio中的ggplot2输出不同？

Question

我正在使用R Studio最新版本中的ggplot2制作出版物质量图。

需要将它们保存为300 dpi的TIFF。

当我运行代码并在命令控制台中调用绘图时，它完美显示在绘图窗口中。但是，当我将其保存为带有宽度，高度和分辨率命令的tiff时，在图像查看器中打开tiff时，它看起来完全是螺丝钉。字体很大，图例很大而且放错了地方等等。

我尝试从R studio绘图窗口导出图像，但是只有高度和宽度选项。因为我想要300 dpi的数字为3.5 x 2.33，所以我知道width：height将为1050：699（像素）。但是，也许我会误解该条目。

也许，我应该输入以英寸为单位的高度和宽度。如果可以，该如何指定dpi？

我已经使用tiff命令保存了绘图。这是从Cookbooks forR借来的可复制示例

set.seed(955)
dat <- data.frame(cond = rep(c("A", "B"), each=10),
              xvar = 1:20 + rnorm(20,sd=3),
              yvar = 1:20 + rnorm(20,sd=3))

library(ggplot2)
test <- ggplot(dat, aes(x=xvar, y=yvar, color=cond)) + 
     geom_point(shape=1) +
     scale_colour_hue(l=50) + # Use a slightly darker palette than normal
     geom_smooth(method=lm,   # Add linear regression lines
          se=FALSE) +
    theme(legend.position=c(.75,.38),
    axis.title.y = element_text(colour="black", size = 18), 
    axis.title.x = element_text( colour="black", size = 18),
    axis.text.x=element_text(colour="black", size= 16), 
    axis.text.y=element_text( colour="black", size = 16), 
    plot.title=element_text(size=14), # changing size of plot title)+
    legend.text=element_text( size=16))

tiff("test.tiff", width= 1050, height= 699, units="px", res=300)

plot(test)
dev.off()

当我使用预览打开它时，它看起来完全是螺丝钉。我希望它看起来与在绘图窗口中完全一样，但是以特定的dpi保存。我究竟做错了什么？我有什么误会？

谢谢！

Answer 1

这是一个很大的痛苦，因为您必须调整很多属性...但是可以做到。问题是存在为字体，点和行大小设置的默认值，这些默认值与1/72英寸的比例相关，并且R / RStudio图像的默认分辨率为72ppi。当使用较高的分辨率时，这些尺寸会按像素比例成比例地变大，因此必须同时调整RStudio窗口的尺寸和分辨率。

我建议的简单解决方案是，首先使绘图大于1050x699px，然后在Rstudio外部调整其大小以进行发布。但是，如果您真的想在R中完全做到这一点，则可以。

需要注意的关键是：


R和RStudio图像的默认分辨率为72ppi
当前的RStudio图像窗口的大小可以通过dev.size()确定
pointsize aka bigpts相对于英寸，并解释为1/72英寸。因此，它以像素数表示为pointsize / 72inches * res ppi（请参见unit）
ggplot2图层具有点，线等属性的默认设置，可以通过str(test)看到这些属性。
ggplot2的默认主题属性，例如图例字体大小，图例标题大小，图例框间距，可以使用theme_get()查看
legend.position是determined by values from 0 to 1, where bottom-left is 0,0 and top-right is 1,1


这对于放错位置的图例意味着什么，因为它是相对位置，所以图例的坐标可能很好，但是需要重新计算图例的其他属性，例如页边距或标题大小。对于丢失的字体意味着必须相对于res ppi和Rstudio窗口的大小重新计算大小。由于未在theme中指定它们，所以对于缺失的行意味着什么，必须相对于theme_get()中的默认值重新计算它们。我将按部分细分每个组件的解决方案。

RStudio窗口

我将首先在默认的Rstudio窗口中发布该图的显示方式的屏幕截图（在MacBook上通过屏幕截图实用程序拍摄）：



我可以通过dev.size("px")获得Rstudio窗口的大小（以像素为单位）。我的碰巧是：

> dev.size("px")
[1] 577 563

我的RStudio窗口比所需的TIFF图的尺寸更方形。这意味着长宽比将不精确，并且取决于用户。就我而言，我将尝试纠正与窗口宽度 577有关的问题。

您目前可能拥有的

当您执行问题中的代码时，您可能最终会得到如下图像：

> test <- ggplot(dat, aes(x=xvar, y=yvar, color=cond)) + 
     geom_point(shape=1) +
     scale_colour_hue(l=50) + # Use a slightly darker palette than normal
     geom_smooth(method=lm,   # Add linear regression lines
                 se=FALSE) +
     theme(legend.position=c(.75,.38),
           axis.title.y = element_text(colour="black", size = 18), 
           axis.title.x = element_text( colour="black", size = 18),
           axis.text.x=element_text(colour="black", size= 16), 
           axis.text.y=element_text( colour="black", size = 16), 
           plot.title=element_text(size=14), # changing size of plot title)+
           legend.text=element_text( size=16))
> 
> tiff("test.tiff", width= 1050, height= 699, units="px", res=300)
> 
> plot(test)
> dev.off()

真是丑;一切都需要调整。

简单的解决方案

老实说，将TIFF文件放大很多，然后在“预览”中手动调整大小是最简单的方法。为了保持与RStudio窗口相同的外观，您需要通过ppi比率进行调整。因此，对于我们的绘图，我们将为577px * 300ppi / 72ppi = 2404px。那么等效高度将为2404px * 699px / 1050px = 1600px。

tiff("test2.tiff", width= 2404, height= 1600, units="px", res=300)

plot(test)
dev.off()

结果（由于TIFF文件太大而捕获）：



然后可以在“预览”中调整其大小。

字号

由于 pointsize是 res ppi的1/72英寸，因此在Rstudio图中，这意味着轴标题为18 x 1 / 72inch x 72ppi = 18像素。所以1点= 1像素因此，在宽度= 577像素的图上，轴标题占据的图比例为18/577 = 0.032。因此，在以72ppi的宽度= 1050像素的图上，我想要18/577 * 1050 = 32.76点字体。但是，我的图实际上是300ppi的width = 1050pixels。因此，我还需要根据图之间的ppis之间的比率进行调整，即72ppi / 300ppi。这给了我32.76点/300*72=7.86点，以获得与我的Rstudio窗口相同的字体。因此，我的公式是x / 577 * 1050/300 * 72，以从Rstudio窗口中的点大小转换为TIFF图像中的点大小。所以：


18pts / 577 * 1050/300 * 72 = 7.86pts
16pts / 577 * 1050/300 * 72 = 6.99pts
14pts / 577 * 1050/300 * 72 = 6.11pts


这些是我实际上应该在我的 theme参数中输入的要点。

线和点的大小

没有指定线和点的大小，因此我们必须从 test$layers获取它：

#layers[[1]] is geom_point    
> point_size<-test$layers[[1]]$geom$default_aes$size
> point_size
[1] 1.5
#layers[[2]] is geom_smooth
> line_size<-test$layers[[2]]$geom$default_aes$size
> line_size
[1] 1

使用与上述相同的逻辑，这意味着我们需要大小：


1.5 / 577 * 1050/300 * 72 = 0.66
1/577 * 1050/300 * 72 = 0.44


图例位置

在示例中，图例位置在 c(.75,.38)处。很好，但由于1）我的Rstudio窗口大部分为正方形，以及2）图例的其他属性（例如页边距大小和盒子大小），因此主观上似乎放错了位置。我可以使用 theme_get()获得这些其他属性：

> theme_get()$legend.margin
[1] 5.5pt 5.5pt 5.5pt 5.5pt
> theme_get()$legend.key.size
[1] 1.2lines

这样就给我们：


5.5 / 577 * 1050/300 * 72 = 2.4
lines是一个单位，其中“ Locations and dimensions are in terms of multiples of the default text size of the viewport (as specified by the viewport's fontsize and lineheight).”仍然由fontsize和lineheight指定，因此我们可以执行相同的计算：1.2 / 577 * 1050/300 * 72 = 0.52。


全部放在一起

将所有内容与上述代码段放在一起，我们将输入：

test<- ggplot(dat, aes(x=xvar, y=yvar, color=cond)) + 
    geom_point(shape=1,size=0.66) +
    scale_colour_hue(l=50) + # Use a slightly darker palette than normal
    geom_smooth(method=lm,   # Add linear regression lines
                se=FALSE,size=0.44)+
    theme(legend.position=c(.75,.38),
          axis.title.y = element_text(colour="black", size = 7.62), 
          axis.title.x = element_text( colour="black", size = 7.62),
          axis.text.x=element_text(colour="black", size= 6.99), 
          axis.text.y=element_text( colour="black", size = 6.99), 
          plot.title=element_text(size=6.11), # changing size of plot title)+
          legend.text=element_text( size=6.11),
          legend.title=element_text(size=6.11), # legend title size wasn't specified originally
          legend.margin=margin(t=2.4,r=2.4,b=2.4,l=2.4),
          legend.key.size = unit(0.52,"lines")) 
tiff("test.tiff", width= 1050, height= 699, units="px", res=300)

plot(test)
dev.off()

这给了我们



似乎足够接近。 （图例的位置并不完全相同，但我们也从正方形图形变成了矩形图形）

一些附加说明

一种大大简化计算并能够更好地比较图例位置的方法是从1050x699像素的窗口大小开始，而不是我拥有的正方形窗口。然后，您只需要按72/300调整行和字体大小，而不需要进行其他窗口大小调整。我做了一个随机的不同大小，以显示结合了分辨率的窗口大小。

当然，除了精确计算之外，还有一种替代方法是处理点，字体，线，边距等大小，直到获得所需的内容。