ggtern - 刻面时扭曲的十六进制 bin 大小和形状

Question

我有一个问题，它geom_hex_tern与单个图完美配合，但是当我制作刻面时，十六进制 bin 的大小和形状会失真。

library(tidyverse)
library(ggtern)

# My data
dat <- structure(list(Fact2 = c(0.24, 0.24, 0.24, 0.24, 0.24, 0.24, 
  0.24, 0.24, 0.24, 0.24, 0.24, 0.24, 0.24, 0.24, 0.24, 0.24, 0.24, 
  0.24, 0.24, 0.24, 0.24, 0.24, 0.24, 0.24, 0.24, 0.24, 0.24, 0.24, 
  0.24, 0.24, 0.24, 0.24, 0.24, 0.24, 0.24, 0.24, 0.24, 0.24, 0.24, 
  0.24, 0.28, 0.28, 0.28, 0.28, 0.28), x = c(0.05, 0.1, 0.1, 0.1, 
    0.15, 0.2, 0.2, 0.2, 0.2, 0.2, 0.2, 0.2, 0.25, 0.25, 0.25, 0.25, 
    0.3, 0.3, 0.35, 0.35, 0.4, 0.4, 0.4, 0.45, 0.45, 0.45, 0.45, 
    0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 0.55, 0.55, 0.55, 0.6, 0.6, 0.6, 0.65, 0.7, 
    0.75, 0.05, 0.1, 0.2, 0.3, 0.45), y = c(0.6, 0.5, 0.6, 0.7, 0.55, 
      0.1, 0.35, 0.4, 0.45, 0.5, 0.55, 0.6, 0.35, 0.4, 0.45, 0.5, 0.3, 
      0.4, 0.25, 0.4, 0.3, 0.35, 0.4, 0.2, 0.25, 0.35, 0.45, 0.05, 
      0.15, 0.2, 0.25, 0.1, 0.2, 0.3, 0.05, 0.1, 0.25, 0.1, 0.05, 0.05, 
      0.55, 0.5, 0.55, 0.2, 0.25), z = c(0.35, 0.4, 0.3, 0.2, 0.3, 
        0.7, 0.45, 0.4, 0.35, 0.3, 0.25, 0.2, 0.4, 0.35, 0.3, 0.25, 0.4, 
        0.3, 0.4, 0.25, 0.3, 0.25, 0.2, 0.35, 0.3, 0.2, 0.1, 0.45, 0.35, 
        0.3, 0.25, 0.35, 0.25, 0.15, 0.35, 0.3, 0.15, 0.25, 0.25, 0.2, 
        0.4, 0.4, 0.25, 0.5, 0.3), wt = c(0.027, 0.02, 0.016, 0.017, 
          0.043, 0.018, 0.02, 0.023, 0.037, 0.02, 0.018, 0.02, 0.015, 0.043, 
          0.031, 0.033, 0.036, 0.029, 0.015, 0.022, 0.036, 0.022, 0.017, 
          0.02, 0.022, 0.018, 0.019, 0.023, 0.02, 0.065, 0.038, 0.043, 
          0.02, 0.023, 0.063, 0.02, 0.018, 0.025, 0.042, 0.016, 0.015, 
          0.019, 0.017, 0.018, 0.039)), row.names = c(NA, -45L), class = c("tbl_df", 
            "tbl", "data.frame"))


# PLot Fact2 == 0.24 - OK
filter(dat, Fact2 == 0.24) %>%
  ggtern(aes(x = x, y = y, z = z)) + 
  geom_hex_tern(binwidth = 0.05, colour = "black",  aes(value = wt)) 

# PLot Fact2 == 0.28 - OK
filter(dat, Fact2 == 0.28) %>%
ggtern(aes(x = x, y = y, z = z)) + 
  geom_hex_tern(binwidth = 0.05, colour = "black", aes(value = wt)) 

# plot both together - weird hex bin size/shape 
ggtern(dat, aes(x = x, y = y, z = z)) + 
  geom_hex_tern(binwidth = 0.05, colour = "black", aes(value = wt)) +
  facet_wrap(~Fact2) 

前两个图看起来不错，但是当通过分面绘制在一起时，分箱会乱七八糟，这似乎只发生在我绘制稀疏数据（很少分箱）分面时，当我在每个图上有很多点时，分面工作正常。任何如何让多面图看起来正常的建议将不胜感激。

Answer 1

我有一个可行的解决方案，尽管我不禁认为我已经以困难的方式完成了它。

最初，由于您指出当要绘制大量箱时问题就会消失，因此我尝试尝试绘制大量额外的不可见六边形，并添加控制 alpha（透明度）的虚拟变量。不幸的是，当您使用分箱数据时，这不起作用。

我还尝试在不同的图层中创建隐形六边形。这是可能的，但是在不同的层中拥有不可见的六边形意味着它们不再将可见层中的六边形强制为正确的形状。

出现的另一个想法是尝试 2 x 2 的面，因为我认为这将使六边形的形状标准化。事实并非如此。

最后我决定“破解”ggplot，获取六角形格罗布并以算术方式更改它们的顶点。数学拉伸本身很简单，因为六角形块已经正确居中并且正好是其所需高度的一半；因此，我们只需取 y 坐标，然后用其值的两倍减去其范围的平均值。

棘手的部分是首先获得这些东西。首先，您需要将 ggplot 转换为 grobs 表（ggtern 有其自己的函数来执行此操作）。这很简单，但 gTable 是一个深度嵌套的 S3 对象，因此找到提取正确元素问题的通用解决方案非常棘手。将它们以正确的格式放回原位非常复杂，需要嵌套mapply函数。

然而，现在已经完成了，所有逻辑都可以包含在一个函数中，该函数仅将 ggplot 作为输入，然后使用拉伸的十六进制 grobs 绘制版本（同时还默默地返回 gTable，以防您想用它做任何其他事情）

fix_hexes <- function(plot_object)
{
  # Define all the helper functions used in the mapply and lapply calls
  cmapply     <-  function(...)    mapply(..., SIMPLIFY = FALSE)
  get_hexes   <-  function(x)      x$children[grep("hex", names(x$children))]
  write_kids  <-  function(x, y) { x[[1]]$children <- y; return(x)}
  write_y     <-  function(x, y) { x$y <- y; return(x)}
  write_all_y <-  function(x, y) { gList <- mapply(write_y, x, y, SIMPLIFY = F)
                                   class(gList) <- "gList"; return(gList) }
  write_hex   <-  function(x, y) { x$children[grep("hex", names(x$children))] <- y; x; }
  fix_each    <-  function(y) {    yval <- y$y
                                   att  <- attributes(yval)
                                   yval <- as.numeric(yval)
                                   yval <- 2 * yval - mean(range(yval))
                                   att  -> attributes(yval)
                                   return(yval)}

  # Extract and fix the grobs
  g_table     <- ggtern::ggplot_gtable(ggtern::ggplot_build(plot_object))
  panels      <- which(sapply(g_table$grobs, function(x) length(names(x)) == 5))
  hexgrobs    <- lapply(g_table$grobs[panels], get_hexes)
  all_hexes   <- lapply(hexgrobs, function(x) x[[1]]$children)
  fixed_yvals <- lapply(all_hexes, lapply, fix_each)

  # Reinsert the fixed grobs
  fixed_hexes            <- cmapply(write_all_y, all_hexes, fixed_yvals)
  fixed_grobs            <- cmapply(write_kids, hexgrobs, fixed_hexes)  
  g_table$grobs[panels]  <- cmapply(write_hex, g_table$grobs[panels], fixed_grobs)

  # Draw the plot on a fresh page and silently return the gTable
  grid::grid.newpage()
  grid::grid.draw(g_table)
  invisible(g_table)
}

那么我们来看看原来的剧情：

gg <- ggtern(dat, aes(x = x, y = y, z = z)) + 
       geom_hex_tern(binwidth = 0.05, colour = "black", aes(value = wt)) +
       facet_wrap(~Fact2)

plot(gg)

我们现在可以通过简单地执行以下操作来修复它：

fix_hexes(gg)