是否可以生成带有随机数的 gganimate 图？

Question

我希望生成一个 gganimate 对象，它在特定范围内显示 n 个随机点。另一个限制是它应该绘制 2^n 点，即 2, 4, 8, 16, 32, 64... 点。我这样做是为了计算 pi 的小数，但我希望绘制此动画，以便我可以展示它如何以更好的方式改进给定更多随机数的结果。

这是我目前拥有的：

results <- c()
for(i in c(1:20)) {
  r <- 1
  limit <- 2^i
  points <- data.frame(
    x = runif(limit, -r, r), 
    y = runif(limit, -r, r))
  points$d <- sqrt(points$x^2 + points$y^2)
  points$type <- ifelse(points$d < r, "c", "s")
  picalc <- 4 * length(points$type[points$type=="c"]) / limit
  error <- pi - picalc
  label <- paste0('Pi calc : ', round(picalc, 6), '\nError : ', round(error, 6))
  iter <- data.frame(n = limit, picalc = picalc, error = error, label = label)
  results <- rbind(results, iter)
}

# GGANIMATE
library(ggplot2)
library(gganimate)
p <- ggplot(results, aes(x = runif(n, -1, 1), y = runif(n, -1, 1))) +
  geom_point(lwd = 2, alpha = 0.3) + 
  theme_minimal() +
  geom_text(aes(x = 0, y = 0, label = label), size = 5) + 
  labs(caption = 'Number of random points : {frame_time}') + 
  transition_time(n)
animate(p, nframes =  nrow(results), fps = 5)

有什么建议吗？

Answer 1

我会这样 "show how it improves the results given more random numbers in a nicer way."

library(ggplot2)
library(gganimate)
p <- ggplot(results, aes(x = n, y = error)) +
  geom_point(lwd = 2, alpha = 0.3) + 
  theme_minimal() +
  geom_text(aes(x = 0, y = 0, label = label), size = 5, hjust = 0) + 
  scale_x_log10(breaks = c(2^(1:4), 4^(2:10)), minor_breaks = NULL) +
  labs(caption = 'Number of random points : {2^frame}') + 
  transition_manual(n) +
  shadow_trail(exclude_layer = 2)
animate(p, nframes =  nrow(results), fps = 5)

要显示问题中描述的那种图片，您需要用它们所属的框架标记这些点。（此外，正如目前所写，每次迭代都会重新随机分配点。最好先设置所有点，然后坚持使用这些点，以增加 window 大小，以计算结果。）

为了快速做到这一点，我将采用最后一个 points 帧（当 i 处于循环结束时它存在），并为它应该添加的帧添加一个数字属于。然后我可以使用 transition_manual 绘制每一帧的点，并使用 shadow_trail.

保留过去的帧

注意，如果你运行它有 100 万点，ggplot 会比我等待的慢，所以我做了一个删减版本，最多 2^15 = 32k。

# Note, I only ran the orig loop for 2^(1:15), lest it get too slow
points2 <- points %>%
  mutate(row = row_number(),
         count = 2^ceiling(log2(row)))

point_plot <- ggplot(points2, 
                     aes(x = x, y = y, color = type, group = count)) +
  geom_point(alpha = 0.6, size = 0.1) + 
  theme_minimal() +
  labs(caption = 'Number of random points : {2^(frame-1)}') +
  transition_manual(count) +
  shadow_trail()
animate(point_plot, nframes = 15, fps = 2)

是否可以生成带有随机数的 gganimate 图？

Is it possible to generate a gganimate plot with random numbers?

r

ggplot2

pi

gganimate