グラフィックス参考実例集：イメージ図の編集

COLOR(red){SIZE(20){グラフィックス参考実例集：イメージ図 image, 等高線 contour, filled.contour}}

([[グラフィックス参考実例集]]に戻る。[[Rのグラフィックスパラメータ]]を参照する。)~

image() 関数は格子点毎の (x,y,z) 座標を与えてイメージ表示する。高さの違いを用意された色調で塗分ける。3次元データの全体の様子を鳥瞰するにも重宝。~
関数contourで、3次元データの等高線図を描くことができます。これも、鳥瞰図と同じように3次元の連続データを眺めるために使うことができます。contourもperspと同じように格子点上のz座標を要求します。したがって多くの場合、interpを使って格子点上の値を求めることになります。 perspはデータにNAを許しませんでしたが、contourはNAを受け入れるのでinterpの返す値をそのままcontourに渡すことができます。~
filled.contour() 関数はいわば image + contour を一挙に実行(等高線は描かれず、色分けされる)~

#contents
~
** image + contour + scatterplot と欲張った図 -- r-help 記事から(2004.12.23) [#y62de655]
 > x <- rnorm(500)
 > y <- rnorm(500)
 > require(MASS)
 > d <- kde2d(x,y,n=50)
 > image(d)
 > contour(d,add=T)
 > points(x,y,pch=20)
#ref(グラフィックス参考実例集：イメージ図/image.contour.scatterplot.png, left)

**極座標表示数学関数のイメージ [#uc6fe58c]
 image1 <- function () {
   oldpar <- par(no.readonly = TRUE); on.exit(par(oldpar)) # (関数がエラー中断しても)パラメータ復帰
   x <- y <- seq(-4*pi, 4*pi, len=27)
   r <- sqrt(outer(x^2, y^2, "+"))
   png("image1.png")   # png デバイスを開く
   # イメージ表示(既定の heat.color 色調で色分け)
   image(z, axes = FALSE, main = "Math can be beautiful ...",
           xlab = expression(cos(r^2) * e^{-r/6}))
   # 等高線を重ねる(等高線ラベルは書かない)
   contour(z, add = TRUE, drawlabels = FALSE)
 }
#ref(グラフィックス参考実例集：イメージ図/image1.png, left)

**火山の地形図のイメージ [#gee81821]
 image2 <- function () {
   data(volcano)
   x <- 10*(1:nrow(volcano))
   y <- 10*(1:ncol(volcano))
   png("image2.png")   # png デバイスを開く
   # 地形図色調で色分けしてイメージ表示
   image(x, y, volcano, col = terrain.colors(100), axes = FALSE)
   # 等高線を重ねる
   contour(x, y, volcano, levels = seq(90, 200, by=5), add = TRUE, col = "peru")
   # 下部に軸、チックマークを描く
   axis(1, at = seq(100, 800, by = 100))
   # 左部に軸、チックマークを描く
   axis(2, at = seq(100, 600, by = 100))
   # 全体を囲む枠を描く
   box()
   # タイトル
   title(main = "Maunga Whau Volcano", font.main = 4)
 }
#ref(グラフィックス参考実例集：イメージ図/image2.png, left)

** 不等間隔データをスプライン補間して image 関数で出力 (2003.11.29) [#h4cbefbf]

library(akima)  # アドオンパッケージ akima のロード
     data(akima)      # パッケージ akima 附属のデータ読み込み
     # 線形補間
     akima.li <- interp(akima$x, akima$y, akima$z)
     image(akima.li$x,akima.li$y,akima.li$z)
     contour(akima.li$x,akima.li$y,akima.li$z,add=TRUE)
     points(akima$x,akima$y) # 実際に与えられたデータ点の位置をプロット
#ref(グラフィックス参考実例集：イメージ図/akima.png, left)

** 等高線図に標高数値の代わりに矢印を加える (r-help記事より, 2004.1.15) [#n3b08334]
 
 > jj <- seq(from= -4, to=4,len=20)
 > jj <- outer(jj,jj,function(x,y){x})+1i*outer(jj,jj,function(x,y){y})
 > f <- function(x){x^2}
 > contour(Im(f(jj)), nlevels=44 , labels=c(">","<")) # 複素数の虚部のイメージ
#ref(グラフィックス参考実例集：イメージ図/arrowcontour.jpg,left)

**等高線図例 [#lc3a7d52]

ct1 <- function() {
   x <- -6:16
   op <- par(mfrow = c(2, 2))  #画面を４分割
   contour(outer(x, x), method = "edge", vfont = c("sans serif", "plain"))
   z <- outer(x, sqrt(abs(x)), FUN = "/")
   z[!is.finite(z)] <- NA ## 不要かも知れない
   image(x, x, z)
   contour(x, x, z, col = "pink", add = TRUE, method = "edge", vfont = c("sans serif", "plain"))
   contour(x, x, z, ylim = c(1, 6), method = "simple", labcex = 1)
   contour(x, x, z, ylim = c(-6, 6), nlev = 20, lty = 2, method = "simple")
   par(op)
 }
#ref(グラフィックス参考実例集：イメージ図/ct1.jpg,left)

**等高線図例 [#k0b05559]
 ct2 <- function () { ## Persian Rug Art:
   x <- y <- seq(-4*pi, 4*pi, len = 27)
   r <- sqrt(outer(x^2, y^2, "+"))
   opar <- par(mfrow = c(2, 2), mar = rep(0, 4))
   for(f in pi^(0:3))
     contour(cos(r^2)*exp(-r/f), drawlabels = FALSE, axes = FALSE, frame = TRUE)
 }
#ref(グラフィックス参考実例集：イメージ図/ct2.jpg,left)

**等高線図例 [#eadacc28]
 ct3 <- function () {
   data("volcano")
   rx <- range(x <- 10*1:nrow(volcano))
   ry <- range(y <- 10*1:ncol(volcano))
   ry <- ry + c(-1,1) * (diff(rx) - diff(ry))/2
   tcol <- terrain.colors(12)
   par(opar); opar <- par(pty = "s", bg = "lightcyan")
   plot(x = 0, y = 0,type = "n", xlim = rx, ylim = ry, xlab = "", ylab = "")
   u <- par("usr")
   rect(u[1], u[3], u[2], u[4], col = tcol[8], border = "red")
   contour(x, y, volcano, col = tcol[2], lty = "solid", 
           add = TRUE, vfont = c("sans serif", "plain"))
   title("A Topographic Map of Maunga Whau", font = 4)
   abline(h = 200*0:4, v = 200*0:4, col = "lightgray", lty = 2, lwd = 0.1)
   par(opar)
 }
#ref(グラフィックス参考実例集：イメージ図/ct3.jpg,left)

** filled.contour 関数の例1 [#yd58f0b8]

fc1 <- function () {
   data(volcano)
   filled.contour(volcano, color = terrain.colors, asp = 1)# simple
 }
#ref(グラフィックス参考実例集：イメージ図/fc1.jpg, left)

** filled.contour 関数の例2 [#ea53174f]
 fc2 <- function () {
   data(volcano)
   x <- 10*1:nrow(volcano)
   y <- 10*1:ncol(volcano)
   filled.contour(x, y, volcano, color = terrain.colors,
                  plot.title = title(main = "The Topography of Maunga Whau",
                  xlab = "Meters North", ylab = "Meters West"),
                  plot.axes = { axis(1, seq(100, 800, by = 100))
                               axis(2, seq(100, 600, by = 100)) },
                  key.title = title(main="Height\n(meters)"),
                  key.axes = axis(4, seq(90, 190, by = 10)))# maybe also asp=1
   mtext(paste("filled.contour(.) from", R.version.string),
         side = 1, line = 4, adj = 1, cex = .66)
 }
#ref(グラフィックス参考実例集：イメージ図/fc2.jpg, left)

** filled.contour 関数の例3 [#gf3710c8]
 fc3 <- function () { # 注釈付き                                
   a <- expand.grid(1:20, 1:20)
   b <- matrix(a[,1] + a[,2], 20)
   filled.contour(x = 1:20, y = 1:20, z = b,
                  plot.axes={ axis(1); axis(2); points(10,10) })
 }
#ref(グラフィックス参考実例集：イメージ図/fc3.jpg, left)

** filled.contour 関数の例4 (ペルシャ絨毯模様) [#k54f7a6c]
 fc4 <- function () {
   ## Persian Rug Art:
   x <- y <- seq(-4*pi, 4*pi, len = 27)
   r <- sqrt(outer(x^2, y^2, "+"))
   filled.contour(cos(r^2)*exp(-r/(2*pi)), axes = FALSE)
   ## rather, the key *should* be labeled:
   filled.contour(cos(r^2)*exp(-r/(2*pi)), frame.plot = FALSE, plot.axes = {})
 }
#ref(グラフィックス参考実例集：イメージ図/fc4.jpg, left)

** filled.contour 関数の例5 (色分け範囲と色分けを自分で指定) [#s21edc07]
(質問コーナーから転載 2004.01.04)
~
 ## 色分け範囲を自前で指定 -> level 引数を使用
 ## image 関数なら breaks 引数で範囲の分割点のベクトルを与える
 > range(volcano)
 [1]  94 195
 > x <- 10*1:nrow(volcano)
 > y <- 10*1:ncol(volcano) 
 > filled.contour(x, y, volcano, color = terrain.colors,  
                  level=c(90,110,130,150,170,190,210),
                  plot.title = title(main = "The Topography of Maunga Whau",
                  xlab = "Meters North", ylab = "Meters West"),
                  plot.axes = { axis(1, seq(100, 800, by = 100)),
                               axis(2, seq(100, 600, by = 100)) },
                  key.title = title(main="Height\n(meters)"),
                  key.axes = axis(4, seq(90, 190, by = 10)))
 > mtext(paste("filled.contour(.) from", R.version.string),
         side = 1, line = 4, adj = 1, cex = .66)
#ref(Volcano1.png)
~
 ## 色分け範囲を自前で指定 -> level 引数を使用
 ## 範囲色を自前で指定 -> col 引数で色名文字列ベクトルを指定
 ## 但し色の自前の指定は一人よがりになり勝ちですから、お勧めできません。
 ## すでに用意されている視覚的に慎重にデザインされたものを使うことをお勧めします。
 > x <- 10*1:nrow(volcano)
 > y <- 10*1:ncol(volcano) 
 > filled.contour(x, y, volcano,  
                  level=c(90,110,130,150,170,190,210),
                  col = c("red", "blue", "yellow", "black", "cyan", "green"),
                  plot.title = title(main = "The Topography of Maunga Whau",
                  xlab = "Meters North", ylab = "Meters West"),
                  plot.axes = { axis(1, seq(100, 800, by = 100)),
                               axis(2, seq(100, 600, by = 100)) },
                  key.title = title(main="Height\n(meters)"),
                  key.axes = axis(4, seq(90, 190, by = 10)))
 > mtext(paste("filled.contour(.) from", R.version.string),
         side = 1, line = 4, adj = 1, cex = .66)
#ref(Volcano2.png)
~
 ## なおこの例の引数 color = terrain.colors の意味は、col 引数に与える色名ベクトルを
 ## カラーパレット関数 terrain.colors を用いて col = terrain.colors(10) のように
 ## しろという意味です。結果は以下のように色名を RGB 表記で与えたものになります。
 > terrain.colors(10)
 [1] "#00A600" "#2DB600" "#63C600" "#A0D600" "#E6E600" "#E8C32E" "#EBB25E"
 [8] "#EDB48E" "#F0C9C0" "#F2F2F2"

タイムスタンプを変更しない