ggplot2覚書⑤ 体裁（theme、テキストgeom）に関しての大枠

引き続き「Rグラフィッククックブック」。

Rグラフィックスクックブック ―ggplot2によるグラフ作成のレシピ集

過去記事は以下。

ggplot2覚書① 棒グラフ - まずは蝋の翼から。

ggplot2覚書② 散布図 - まずは蝋の翼から。

ggplot2覚書③ 注釈(解釈補助） - まずは蝋の翼から。

ggplot2覚書④ 軸について - まずは蝋の翼から。

テキストの体裁

ggplot2のテキストは、テーマ要素とテキストgeomの2種類がある。
テーマ要素はタイトル、 凡例、軸など、図内にあるデータ以外のすべて。
テキストgeomはプロット自身の一部。

指定するパラメータは以下のようになっている。

theme要素

タイトル、軸ラベル、軸目盛など、テーマ要素の体裁を指定するには、theme()を使いelement_ text()で要素を設定する。 例えば、axis.title.xはx軸ラベル、plot.titleはタイトルテキストの体裁の指定。

テーマ要素	テキストgeom	説明
family	family	フォント(Helvetica, Times, HiraKakuPro-W3)
face	fontface	文字効果(plain, bold, italic, bold.italic)
colour	colour	色(色名、色コード)
size	size	フォントサイズ(themeではポイント数、テキストgeomではmm単位）
hjust	hjust	水平方向位置(0:左、0.5:中央、1:右)
vjust	vjust	垂直方向位置(0:下、0.5:中央、1:上)
angle	angle	角度
lineheight	lineheight	行間隔倍率

themeでテキスト体裁設定できる要素は以下。

要素名	説明
axis.title	両軸ラベルの体裁
axis.title.x	x軸ラベルの体裁
axis.title.y	y軸ラベルの体裁
axis.ticks	両軸目盛ラベルの体裁
axis.ticks.x	x軸目盛ラベルの体裁
axis.ticks.y	y軸目盛ラベルの体裁
legend.title	凡例項目の体裁
plot.title	タイトルの体裁
strip.text	両方向ファセットラベルの体裁
strip.text.x	水平方向ファセットラベルの体裁
strip.text.y	垂直方向ファセットラベルの体裁

library(dplyr)
library(gcookbook)
library(patchwork)

# 基本プロット
p <- ggplot(heightweight, aes(x=ageYear, y=heightIn)) + 
  geom_point() 

# テーマ要素の体裁を指定する 
# rel(1.5)はテーマにおける基本フォントサイズの1.5倍
g1 <- p + theme(axis.title.x=element_text(size=16, lineheight=.9, family="Times", face="bold.italic", colour="red"))


# テーマ要素ではフォントサイズはポイント単位
g2 <- p + ggtitle("Age and Height\nof Schoolchildren") + 
  theme(plot.title=element_text(size=rel(1.5), lineheight=.9, family="Times", face="bold.italic", colour="red"))

g1 | g2

また、テキストgeom（geom_text()やannotate()によって作られる、プロット中にあるテキスト）の体裁を設定するには、geom内で直接設定を打ち込む。

library(dplyr)
library(gcookbook)
library(patchwork)

# 基本プロット
p <- ggplot(heightweight, aes(x=ageYear, y=heightIn)) + 
  geom_point() 

# テキストgeomではフォントサイズはmm単位
p + annotate("text", x=15, y=53, label="Some text", size = 7, family="Times", fontface="bold.italic", colour="red") 
p + geom_text(aes(label=weightLb), size=4, family="Times", colour="red") 

各項目の設定

詳細を設定したいelementに対して、element functionをtheme()に指定する。

library(gcookbook) # データセットの読み込み 
library(patchwork)

# 基本プロット 
p <- ggplot(heightweight, aes(x=ageYear, y=heightIn, colour=sex)) + geom_point()

# プロット領域の設定
g1 <- p + 
  theme( panel.grid.major = element_line(colour="red"), 
         panel.grid.minor = element_line(colour="red", linetype="dashed", size=0.2), 
         panel.background = element_rect(fill="lightblue"),
         panel.border = element_rect(colour="blue", fill=NA, size=2)) 

# テキスト項目の設定 
g2 <- p +
  ggtitle("Plot title here") + 
  theme( axis.title.x = element_text(colour="red", size=14),
         axis.text.x = element_text(colour="blue"), 
         axis.title.y = element_text(colour="red", size=14, angle = 90), 
         axis.text.y = element_text(colour="blue"), 
         plot.title = element_text(colour="red", size=20, face="bold")) 

elementをまとめると以下のようになる。

• axis:軸
• legend:凡例
• panel:グリッド線やパネルの背景
• stripe:facetで分割したラベル部

elementに指定できるものは以下となる

• element_text:テキスト要素
• element_rect:背景や境界(ざっくり書くと、長方形のものの領域）
• element_line:線要素
• element_brank:全てに適応可能で、非表示にできる

名前	説明	要素の型
text	すべてのテキスト要素	element_text()
rect	全ての長方形要素	element_rect()
line	すべての線要素	element_line()
axis.line	軸に沿った線	element_line()
axis.title	両軸ラベルの体裁	element_text()
axis.title.x	x軸ラベルの体裁	element_text()
axis.title.y	y軸ラベルの体裁	element_text()
axis.text	両軸目盛ラベルの体裁	element_text()
axis.text.x	x軸目盛ラベルの体裁	element_text()
axis.text.y	y軸目盛ラベルの体裁	element_text()
legend.background	凡例の背景	element_text()
legend.text	凡例項目の体裁	element_text()
legend.title	凡例タイトルの体裁	element_text()
legend.position	凡例の位置	left, right, bottom, top, c(x,y) :x,yは0~1
panel.background	プロット領域の背景	element_rect()
panel.border	プロット領域の枠線	element_rect(linetype="xxx")
panel.grid.major	主目盛線	element_line()
panel.grid.major.x	主目盛線の垂直方向	element_line()
panel.grid.major.y	主目盛線の水平方向	element_line()
panel.grid.minor	補助目盛線	element_line()
panel.grid.minor.x	補助目盛線の垂直方向	element_line()
panel.grid.minor.y	補助目盛線の水平方向	element_line()
plot.background	プロット全体の背景	element_rect(fill="xxx", color="yyy")
plot.title	タイトルの体裁	element_text()
strip.text	両方向ファセットラベルテキストの体裁	element_text()
strip.text.x	水平方向ファセットラベルテキストの体裁	element_text()
strip.text.y	垂直方向ファセットラベルテキストの体裁	element_text()

# 凡例の設定 
g3 <- p + 
  theme( legend.background = element_rect(fill="grey85", colour="red", size=1), 
         legend.title = element_text(colour="blue", face="bold", size=14), 
         legend.text = element_text(colour="red"),
         legend.key = element_rect(colour="blue", size=0.25)) 

# ファセットの設定
g4 <- p + 
  facet_grid(sex ~ .) + 
  theme( strip.background = element_rect(fill="pink"), 
         strip.text.y = element_text(size=14, angle=-90, face="bold")) 

(g1|g2) / (g3|g4)

組み込みテーマ

組み込みのテーマとしてtheme_grey, theme_bwがある。 組み込みテーマに上書きしてtheme設定をおこないたい場合は、組み込みテーマより後ろでthemeを設定する。

library(gcookbook) # データセットの読み込み
library(patchwork)

# 基本プロット
p <- ggplot(heightweight, aes(x=ageYear, y=heightIn)) +
  geom_point() 

g1 <- p + theme_grey() # グレイのテーマ （デフォルト）
g2<- p + theme_bw()  # ブラックとホワイトのテーマ 

g1 | g2

自作テーマ

テーマを自作することができる。事前に作成しておくと毎回入力する手間が端折れる。個人的にはグラフのタイプhistgram, plot, ...毎に作成しておくと楽。

library(gcookbook) # データセットの読み込み 

# theme_bw()を基にしていくつか変更する 
mytheme <- theme_bw() + 
  theme(text = element_text(colour="red"), axis.title = element_text(size = rel(1.25)))

# 基本プロット 
p <- ggplot(heightweight, aes(x=ageYear, y=heightIn)) + geom_point()

# 変更したテーマを使ってプロットする
p + mytheme