R图形设备【探索性数据分析学习日记10.17】

一、图形设备类型Graphic device

图形设备类型：

1、grDevices包

2、 R图形设备列表

3、本机可用图形设备

4、可选图形设备

二、绘图步骤

（一）屏幕显示

1、调用绘图函数

2、将图形显示在屏幕设备上

3、为图添加注释

（2）输出到文件设备

1、明确指明或启动图形设备

2、调用绘图函数进行绘图【需要注意的是，在屏幕上并不会显示绘制出的图形】

3、添加注释信息

4、使用dev.0ff()关闭图形设备

三、图形文件设备

（一）概述

1、常见的矢量文件格式：

2、常见位图文件格式【栅格】

（二）输出pdf举例

（三） ggsave函数

（四）pdf格式的特点说明

（五）输出SVG矢量文件

（六）输出位图文件（PNG/TIFF）通过png（）打开PNG图形设备—》画图—》dev.off（）

1、普通输出

2、批量输出

编辑 3、输出高质量png（位图最常用的就是png格式）

（2）使用ggplot

四、同时打开多个设备

五、复制图形

1、dev.copy（）

2、dev.copy2pdf()

3、注意事项

六、总结

一、图形设备类型Graphic device

基本的绘图的包：base、lattice、ggplot2

图形设备类型：

• 计算机上的窗口 (屏幕设备)

• pdf文件 (文件设备)

• PNG或JPEG文件 (文件设备)【矢量】

• 可缩放矢量图形 (SVG) 文件 (文件设备)【栅格】

1、grDevices包

包：grDevices，是R中定义图形设备和提供颜色和字体支持的工具包

library(help="grDevices")

grDevices的版本应该与R的版本一致，没有版本相同的包时，找寻临近版本的包即可。

2、 R图形设备列表

?Devices

列出的是该本的R支持的图形设备类型，运行结果如下，可以看出，该版本（4.2.1）R支持的图形设备类型有：窗口、pdf矢量图形、bitmap位图栅格图形等。

3、本机可用图形设备

windows:
On Windows only, the graphics device for Windows (on screen, to printer and to Windows metafile).意思是可以直接使用打印设备打印出来；

pdf、postscript指的是可以以文件的形式导出。postscript即ps格式。pdf不会失真。

xFig:输出XFIG格式文件；

pictex:像素图，即栅格数据。

4、可选图形设备

• cairo_pdf, cairo_ps:基于cairo图形的PDF和 PostScript格式图形

• svg:SVG 图形格式，基于cairo图形

• png:输出PNG 格式到文件

• jpeg:输出JPEG格式到文件

• bmp:输出 BMP 位图格式文件

• tiff:输出 TIFF 格式文件

二、绘图步骤

（一）屏幕显示

1、调用绘图函数

2、将图形显示在屏幕设备上

3、为图添加注释

例子：

attach(faithful)
plot(eruptions,waiting)

（2）输出到文件设备

1、明确指明或启动图形设备

2、调用绘图函数进行绘图【需要注意的是，在屏幕上并不会显示绘制出的图形】

3、添加注释信息

4、使用dev.0ff()关闭图形设备

例子：

setwd("C:/Users/86178/Desktop/EDA/课后练习/10.17")#注意不要忘记首先设置当前目录，否则生成的图形会保存到默认的安装目录下
pdf(file="Rplot1.pdf") #打开pdf图形设备，要生成的图片的名字命名为Rplot1.pdf
with(faithful, plot(eruptions, waiting))#开始绘制
title(main = "Old Faithful Geyser data")#给图片添加注释
dev.off()#注意，在绘制完成后一定要记得关闭图形设备，否则，生成的pdf文件大小将为0

setwd("C:/Users/86178/Desktop/EDA/课后练习/10.17")#注意不要忘记首先设置当前目录，否则生成的图形会保存到默认的安装目录下
pdf(file="Rplot2.pdf") #打开pdf图形设备，要生成的图片的名字命名为Rplot1.pdf
with(faithful, plot(eruptions, waiting))#开始绘制
title(main = "Old Faithful Geyser data")#给图片添加注释

三、图形文件设备

（一）概述

两种基本类型的文件设备：矢量vector和位图（栅格）bitmap；

1、常见的矢量文件格式：

（1）pdf：首选、调整大小、线条类型较好；多个点，则效率不高；因为pdf内部存储的是画图指令。

（2）svg：动画和可交互性，基于XML的可伸缩矢量图形；基于web的图

（3）win.metafile: windows元文件格式

（4）postscript：即ps，方面调整大小，但win系统通常不带有ps查看器

2、常见位图文件格式【栅格】

（1）png：无损压缩、适用于绘制很多点，不便于调整大小；线条图或纯色图像

（2）jpeg：有损压缩，适用于照片等自然场景，适用于绘制很多点，不便于调整大小；不适用于线条图

（3）tiff：TIFF格式的位图文件；无损压缩；卫星影像；

（4）bmp：windows位图格式（bitmap位映射）

（二）输出pdf举例

pdf("mtcars1.pdf", width = 4, height = 4)
plot(mtcars$wt, mtcars$mpg)
library(ggplot2)
print(ggplot(mtcars,aes(wt,mpg))+geom_point())
dev.off()
null device 1

打开一个图形设备之后，连续绘制两张图片后再dev.off()关闭，则图形设备中有两张图片被保存了下来；绘制多个图，则每张图片保存在一页中；

#图纸的默认尺寸单位是英寸，若想按厘米输出，需要手动转换。
# 8x8 cm 1px=2.54cm
pdf("myplot.pdf", width = 8/2.54, height = 8/2.54)

下面采用ggplot2包中的函数进行绘图：

（三） ggsave函数

不支持保存多页图片；可以直接指定单位为cm，不用进行单位的换算

并不是图形设备，只是普通的图片保存函数，不需要dev.off()

> plot1 <- ggplot(mtcars, aes(x = wt, y = mpg)) +geom_point()
> ggsave("myplot5.pdf", plot1, width = 8, height = 8, units = "cm")

（四）pdf格式的特点说明

特点：打印输出，最佳选择

最容易与LaTex结合

矢量输出，文件远小于位图

记录的是绘图指令

点过多，pdf文件可能会很大

（五）输出SVG矢量文件

扩展包svglite.

分别使用图形设备和ggsave来存储SVG图片

library(svglite)
> svglite("myplot6.svg", width = 4, height = 4)
> plot(mtcars$wt, mtcars$mpg)
> dev.off()
RStudioGD 2
> ggsave("myplot66.svg", width = 8, height = 8, units = "cm")

（六）输出位图文件（PNG/TIFF）
通过png（）打开PNG图形设备—》画图—》dev.off（）

1、普通输出

默认的分辨率是72ppi（72像素每英寸px），适合于屏幕显示，打印输出质量较差。

png("myplot7.png", width = 400, height = 400)
> plot(mtcars$wt, mtcars$mpg)
> dev.off()
RStudioGD 2

2、批量输出

在文件名中加入%d，可以实现批量输出；

png("myplot-%d.png", width = 400, height = 400)
> plot(mtcars$wt, mtcars$mpg)
> print(ggplot(mtcars, aes(x = wt, y = mpg)) +
+             geom_point())
> dev.off()
R

3、输出高质量png（位图最常用的就是png格式）

（1）使用图形设备

 ppi <- 300
> png("myploth.png", width = 4*ppi, height = 4*ppi, res = ppi)
> plot(mtcars$wt, mtcars$mpg)
> dev.off()
RStudioGD 2

（2）使用ggplot

可以直接指定单位，dpi即像素；

ggplot(mtcars, aes(x = wt, y = mpg)) + geom_point()
> ggsave("myggplot.png", width = 8, height = 8, unit = "cm",
+        dpi = 300)

Cairo包解决：CairoPNG(“myplot.png”)，该函数虽然不保证字体能跨平台，但可以支持抗抖动和alpha通道；

四、同时打开多个设备

可以同时打开多个图形设备，但一次只能打印一个图形设备；

dev.cur()可找到当前活动的图形设备；

每个打开的图形设备都分配了一个从2开始的整数（没有图形设备1）。设备1就是窗口X11；

使用 dev.set（<integer>） 更改活动图形设备，其中<integer>是与要切换到的图形设备关联的数字；

五、复制图形

1、dev.copy（）

可用于将绘图从一个设备复制到另一个设备。例如，可以将绘图从屏幕设备复制到文件设备；

2、dev.copy2pdf()

函数的作用是将绘图从当前设备（通常是屏幕设备）复制到PDF文件。

with(faithful, plot(eruptions, waiting))
> ## 添加主标题
> title(main = "Old Faithful Geyser data")
> ## Copy 当前图到png 文件
> dev.copy(png, file = "geyserplot.png")
png 4
> dev.copy2pdf(file = "geyserplot.pdf")
Error in dev.copy2pdf(file = "geyserplot.pdf") : 只可以从屏幕装置打印
> ## 别忘记关闭设备
> dev.off()
RStudioGD 2
> dev.copy2pdf(file = "geyserplot.pdf")
RStudioGD 2

3、注意事项

复制一个图不是一个精确的操作，所以结果可能与原始的不相同

六、总结

• 必须在图形设备上创建图。

• 默认的图形设备几乎总是屏幕设备，这对于探索性分析非常

有用。

• 文件设备对于创建可以包含在其他文档中或发送给其他人的

打印非常有用。

• 对于文件设备，有矢量和位图格式

• 矢量格式适用于使用少量点的线条图和纯色打印

• 位图格式适用于具有大量点的打印，自然场景或基于网络的图