r - 用 R 中的数据点绘制四面体

Question

我现在有点痛苦。

我正在寻找一种绘制成分数据的方法。( https://en.wikipedia.org/wiki/Compositional_data )。我有四个类别，因此数据必须可以用 3d 单纯形表示(因为一个类别总是 1 减去其他类别的总和)。

所以我必须绘制一个 四面体 (边将是我的四个类别)包含我的数据点。

我找到了这个 github https://gist.github.com/rmaia/5439815但使用pavo package(tcs, vismodel...) 对我来说很模糊。

我还在组合包中发现了其他东西，带有函数 plot3D。但在这种情况下，RGL 设备是打开的(？!)，我真的不需要旋转图，而只需要静态图，因为我想另存为图像并插入到我的论文中。

更新:数据看起来像这样。仅考虑暴力犯罪(总计)、强奸、谋杀、抢劫、agravated_assault 列

[  cities    violent_crime  murder rape rape(legally revised) robbery
1   Autauga            68      2    8                    NA       6
2   Baldwin            98      0    4                    NA      18
3   Barbour            17      2    2                    NA       2
4      Bibb             4      0    1                    NA       0
5    Blount            90      0    6                    NA       1
6   Bullock            15      0    0                    NA       3
7    Butler            44      1    7                    NA       4
8   Calhoun            15      0    3                    NA       1
9  Chambers             4      0    0                    NA       2
10 Cherokee            49      2    8                    NA       2
   aggravated_assault
1                  52
2                  76
3                  11
4                   3
5                  83
6                  12
7                  32
8                  11
9                   2
10                 37

更新:我的最终情节与组合包

Answer 1

以下是使用 geometry 在没有专用软件包的情况下如何做到这一点的方法。和 plot3D .使用您提供的数据:

# Load test data
df <- read.csv("test.csv")[, c("murder", "robbery", "rape", "aggravated_assault")]

# Convert absolute data to relative
df <- t(apply(df, 1, function(x) x / sum(x)))

# Compute tetrahedron coordinates according to https://mathoverflow.net/a/184585
simplex <- function(n) {
  qr.Q(qr(matrix(1, nrow=n)) ,complete = TRUE)[,-1]
}
tetra <- simplex(4)

# Convert barycentric coordinates (4D) to cartesian coordinates (3D)
library(geometry)
df3D <- bary2cart(tetra, df)

# Plot data
library(plot3D)
scatter3D(df3D[,1], df3D[,2], df3D[,3],
          xlim = range(tetra[,1]), ylim = range(tetra[,2]), zlim = range(tetra[,3]),
          col = "blue", pch = 16, box = FALSE, theta = 120)
lines3D(tetra[c(1,2,3,4,1,3,1,2,4),1],
        tetra[c(1,2,3,4,1,3,1,2,4),2],
        tetra[c(1,2,3,4,1,3,1,2,4),3],
        col = "grey", add = TRUE)
text3D(tetra[,1], tetra[,2], tetra[,3],
       colnames(df), add = TRUE)

您可以使用 phi 调整方向和 theta scatter3D 中的参数.