R ggplot으로 Slope chart 만들기 geom_segment, geom_text(+ ggplot 한글 깨짐 현상 해결책)

Slope Chart란?

before after 차이가 있는 경우 그 차이를 간단하고 명확하게 보여주기 위해 사용한다. 나의 경우, 이론값과 실험값의 차이와 그 경향을 보여주기 위해 사용했다. 그러나, 대게 timeline 상에서 변화를 보여주기 위해 많이 사용한다. 아래 예시가 slope graph의 좋은 예시이다.

https://towardsdatascience.com/slope-charts-why-how-11c2a0bc28be

아무튼 본 포스팅은 아래 그래프를 만드는 과정을 담았다.

이걸 만드는 과정이 포스팅에 담겼다.

ggplot, scales 라이브러리 사용

본 포스팅에선 Slope chart를 ggplot, scales 라이브러리를 이용하여 만든다.

혹시나 library가 없다면 미리 패키지를 설치하길 바란다.

install.packages("tidyverse")
install.packages("scales")

library(ggplot2)
library(scales)

준비

테마

ggplot의 테마는 가장 많이 사용하는 theme_classic을 사용할 예정이다.

theme_set(theme_classic())

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ggplot 한글 깨짐 방지 및 해결 - 테마 설정

만약, plot에 한글이 있다면 깨짐 현상이 일어날 수 있다.

ㅁㅁㅁㅁ 한글이 깨졌다.

다음과 같이 써야 ggplot을 사용했을때 한글 깨짐을 방지할 수 있다.

theme_set(theme_classic(base_family = 'AppleGothic'))

한글이 정상적으로 출력된다.

만약에 R에 내장된 기본적인 plot 기능을 사용하면서 한글이 깨진다면, 아래 글을 참고해야 한다.

[R언어 SOS]RStudio에서 Plot 한글 깨지는 경우 해결책. 맥 mac m1 유저

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데이터 준비

데이터는 개인적으로 plot 하길 원하는 csv자료를 읽어서 df5 객체에 할당했다. df5는 데이터프레임 클래스이고 structure는 아래와 같다.

df5 <- read.csv("Flowrate-deltaP-lam-log.csv")
df5

str(df5)

## 'data.frame':    5 obs. of  7 variables:
##  $ expNo           : chr  "No.1" "No.2.laminar" "No.3.laminar" "No.4" ...
##  $ FlowRate        : num  2.47 4.97 5.73 11.6 13.27
##  $ deltaPtheory    : num  579 1165 1345 8695 10972
##  $ deltaPexp       : num  412 1098 1667 7845 10101
##  $ deltaPtheory.LOG: num  2.76 3.07 3.13 3.94 4.04
##  $ deltaPexp.LOG   : num  2.61 3.04 3.22 3.89 4
##  $ X               : logi  NA NA NA NA NA

왼쪽, 오른쪽 라벨 준비 - paste

deltaP theory 아래 각 slope 마다 'No.5, 10972'와 같이 실험번호(No.5)와 값('10972')을 보여주려 한다.

paste 함수를 이용한다. paste 함수는 벡터를 문자열로 바꿔서 합쳐준다. 이를 left_label에 할당해 주고, deltaP experience 아래 라벨은 right_label에 할당해 주었다.

left_label <- paste(df5$expNo, round(df5$deltaPtheory),sep=", ")
right_label <- paste(df5$expNo, round(df5$deltaPexp),sep=", ")
left_label

## [1] "No.1, 579"          "No.2.laminar, 1165" "No.3.laminar, 1345"
## [4] "No.4, 8695"         "No.5, 10972"

right_label

## [1] "No.1, 412"          "No.2.laminar, 1098" "No.3.laminar, 1667"
## [4] "No.4, 7845"         "No.5, 10101"

Slope chart 선 색 지정

df5 데이터 프레임에 새로운 class variable을 만들어서 각 행에 해당하는 색을 지정해 주었다.

df5$class <- c("green","red","red","green","green")

맨 우측 class 열에 색 지정.

Plot! ggplot으로 그래프 그리기

본격적으로 plotting 하기 전에 본 그래프를 그리기 위해 필요한 ggplot 함수는 다음과 같다.

geom_segment

(x, y)와 (xend, yend) 사이를 잇는 직선을 그리는 함수 aes-aesthetic mapping을 이용하여 geom_segment 함수에 매핑(연결할) 데이터를 정한다.

geom_vline

x intercept를 지나는 vertical line을 그려준다.

scale_color_manual

values 인수에 할당한 벡터가 지정한 색으로 그래프를 칠한다.

아래 예를 보자.

scale_color_manual(values = c("green"="#00ba38", "red"="#f8766d"))

 위에서 slope chart의 선 색 지정을 한 바 있다.

맨 우측 class 열에 색 지정.

scale_color_manual 함수가 class 열의 'green' character를 읽으면 해당 그래프를 "#00ba38#"로 칠해줄 것이다.

여기까지 plot 코드와 결과를 보자.

p <- ggplot(df5) + geom_segment(aes(x=1, xend=2, y=`deltaPtheory.LOG`, yend=`deltaPexp.LOG`, col=class),
                                linewidth=.75, show.legend=F) + 
  geom_vline(xintercept=1, linetype="dashed", linewidth=.1) + 
  geom_vline(xintercept=2, linetype="dashed", linewidth=.1) +
  scale_color_manual(values = c("green"="#00ba38", "red"="#f8766d")) +
  labs(x="", y="deltaP(log)") +  # Axis labels
  xlim(.5, 2.5) + ylim(2.5,(1.05*(max(df5$`deltaPtheory.LOG`, df5$`deltaPexp.LOG`))))  # X and Y axis limits

p

아직 완벽하지 않다. 위에서 준비한 왼쪽, 오른쪽 라벨과 타이틀을 넣어보자.

geom_text

geom_text(label=left_label, y=df5$`deltaPtheory.LOG`, x=rep(1, NROW(df5)), hjust=1.1, size=3.5)

geom_text 함수를 이용하여 left_label 객체에 있는 라벨을 달아줄 것이다. [label = left_label]

이 라벨의 y position은 df5 객체에 있는 deltaPtheory.Log에 맞출 것이고 [y=df5$`deltaPtheory.LOG`]

x positon은 1에 둘 것이다. [x=rep(1, NROW(df5))](df5의 행 개수만큼 1을 반복하여 벡터를 만들 것이다. = c(1,1,1,1,1) -'df5'의 행 개수는 5개)

hjust 인수

horizontal justification의 약어. 왼쪽 정렬할 것인지 오른쪽 정렬할 것인지 num로 조절.

size인수

text 크기 조절

p <- p + geom_text(label=left_label, y=df5$`deltaPtheory.LOG`, x=rep(1, NROW(df5)), hjust=1.1, size=3.5)
p <- p + geom_text(label=right_label, y=df5$`deltaPexp.LOG`, x=rep(2, NROW(df5)), hjust=-0.1, size=3.5)
p <- p + geom_text(label="deltaP theory", x=1, y=1.05*(max(df5$`deltaPtheory.LOG`, df5$`deltaPexp.LOG`)), hjust=1.2, size=5)  # title
p <- p + geom_text(label="deltaP experience", x=2, y=1.05*(max(df5$`deltaPtheory.LOG`, df5$`deltaPexp.LOG`)), hjust=-0.1, size=5)  # title

p

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파일 다운로드

GitHub - oooo12-git/R_visualizationApplications: R을 활용하여 과제에 활용한 사례

위 링크에서 Flowrate-deltaP 폴더 내 파일 다운로드

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참고

Top 50 ggplot2 Visualizations - The Master List (With Full R Code)