在 R 中保存旋转图像 - 避免背景并保持大小
saving rotate images in R - avoiding background and maintaining size
我有以下代码是基于我之前的 。当我保存图像 SaveThisPlot.png 时，它会创建不需要的背景并且图像大小也会发生变化（缩小）。如何保存图像，使旋转部分与之前的大小完全相同（77 行和 101 列）并且没有背景？
library(raster)
r1 <- brick(system.file("external/rlogo.grd", package="raster"))
r1
x <- crop(r1, extent(0,ncol(r1),0,nrow(r1)))
plotRGB(x)
x1 <- 0:ncol(x)
y1 <- 0:nrow(x)
z <- matrix(1, nrow=length(x1), ncol=length(y1))
col.mat <- t(apply(matrix(rgb(getValues(x)/255), nrow=nrow(x), byrow=TRUE), 2, rev))
# Rotate 45 degrees
persp(x1, y1, z, zlim=c(0,2), theta = 20, phi = 90,
col = col.mat, scale=FALSE, border=NA, box=FALSE)
png("SaveThisPlot.png")
persp(x1, y1, z, zlim=c(0,2), theta = 20, phi = 90,
col = col.mat, scale=FALSE, border=NA, box=FALSE)
dev.off()
您可以使用透明背景，但旋转绘图需要重新调整大小。
保存情节时，您可以设置 png("SaveThisPlot.png", bg="transparent") 以防止显示背景。尝试：
png("SaveThisPlot.png", width=101 height=77, units="px", pointsize=1, bg="transparent")
请注意，如果您尝试使用徽标的旋转版本执行此操作，徽标会重新调整大小以适应 101 x 77 像素 png。如果您想旋转它并保持徽标大小，则必须调整 png 的大小，屁股@RomanLuštrik 在他的评论中提到。重新调整大小（如果您可以选择）只是一个三角函数问题，可以找到合适的高度和宽度参数。
您可以尝试使用一些三角函数设置新的高度和宽度来保存 png。这是一个旋转 35 度的示例：
# hypotenuse
hypot <- sqrt((nrow(x)/2)^2 + (ncol(x)/2)^2)
# angle
angle <- asin((nrow(x)/2)/ hypot)/(pi/180)
width <- 2 * max(abs(hypot * cos((angle + 35) * pi/180)),
abs(hypot * cos((- angle + 35) * pi/180)))
height <- 2 * max(abs(hypot * sin((angle + 35) * pi/180)),
abs(hypot * sin((- angle + 35) * pi/180)))
png("SaveThisPlot.png", height=height, width=width, units="px", pointsize=1,
bg="transparent")
par(mar=c(0,0,0,0), xaxs = "i", yaxs = "i")
persp(x1, y1, z, zlim=c(0,2), theta = 35, phi = 90,
col = col.mat, scale=FALSE, border=NA, box=FALSE)
dev.off()
整体图像不会是 77 x 101 像素，但徽标本身的大小应该相同，尽管有点粗糙。要获得更平滑的图像，请参阅下面的 rgl 答案，但请注意透明背景不适用于 rgl
使用 rgl 包的替代方法：
如果最终目标是保持图像的大小和平滑度，则采用不同的方法来生成图像可能会更好。您可以尝试 rgl (R-to-OpenGL) 包和 persp3d 函数，您可以在其中旋转绘图 window 而无需重新调整 window 或改变标志的比例。您大部分时间都可以使用已有的内容，但需要修改颜色矩阵以使用 persp3d:
col.mat2 <- cbind(rbind(1, col.mat), 1)
然后，设置场景，调用persp3d，旋转，保存。
open3d()
rgl.pop("lights")
light3d(specular="black") # to reduce reflection
persp3d(x1,y1,z, col=col.mat2, ylab="", xlab="", zlab="",
axes=FALSE, smooth=FALSE, aspect="iso")
# Rotate it by defining the userMatrix, then save
par3d(userMatrix = rotationMatrix(0*pi/180, 0, 0, 1))
rgl.snapshot("Rlogo_0.png") # to save
par3d(userMatrix = rotationMatrix(45*pi/180, 0, 0, 1))
rgl.snapshot("Rlogo_45.png")
par3d(userMatrix = rotationMatrix(135*pi/180, 0, 0, 1))
rgl.snapshot("Rlogo_135.png")
要强制将此图像缩小 window，您可以使用 windowRect 和 [=] 的组合来控制 rgl 显示的大小 window 和背景量25=] 参数 (See this question and answer, for example)。但是，目前 rgl 无法选择透明背景。
open3d()
bg3d(color="#FF00FF") # pink background (some color not in the actual image)
rgl.pop("lights")
light3d(specular="black")
persp3d(x1,y1,z, col=col.mat2, axes=FALSE,
ylab="", xlab="", zlab="", smooth=FALSE, aspect="iso")
rgl.viewpoint(zoom=0.52)
par3d(userMatrix = rotationMatrix(0*pi/180, 0, 0, 1), windowRect=c(0,0, 101, 77))
rgl.snapshot("Rlogo_77h124w.png")
par3d(userMatrix = rotationMatrix(45*pi/180, 0, 0, 1), windowRect=c(0,0, 101, 77))
rgl.snapshot("Rlogo45_77h124w.png")
我无法使 window 宽度小于 124 像素。在我的计算机上，rgl window 的最小宽度似乎为 124 像素，因为我无法使 window 更小（即无法折叠最小化、恢复和关闭按钮在 window).
之上
要获得透明背景，您可以导入这些已保存的 png，并将 alpha 值 1 分配给背景颜色（“#FF69B4”）：
library(png)
add.alpha <- readPNG("Rlogo_77h124w.png") #Try a rotate version, too
library(abind)
add.alpha <- abind(add.alpha, matrix(1, nrow=nrow(add.alpha), ncol=ncol(add.alpha)))
add.alpha[,,4][which(rgb(add.alpha[,,1],add.alpha[,,2],add.alpha[,,3]) == "#FF00FF")] <- 0
writePNG(add.alpha, "Rlogo_77h124w_alpha.png")
事实证明这种方法并不完美，您最终可能会在颜色不完全是“#FF00FF”的旋转图像上出现轻微的边框。如果这对您来说是个问题，您可以通过一种或另一种方式解决边界问题，但根据最终目标，它可能不会产生任何影响。尝试在 writePNG
之前使用 add.alpha[,,4][which(add.alpha[,,1] > .9 & add.alpha[,,3] > .9 & add.alpha[,,2] < .85 )] <- 0
如果您不想像上面那样切掉图像角，请使用之前的三角函数帮助 window 在 par3d:
范围内正确调整大小
open3d(); bg3d(color="#FF69B4"); rgl.pop("lights"); light3d(specular="black")
persp3d(x1,y1,z, col=col.mat2, axes=FALSE,
ylab="", xlab="", zlab="", smooth=FALSE, aspect="iso")
view3d(zoom=.862)
par3d(userMatrix = rotationMatrix(-45*pi/180, 0, 0, 1), windowRect=c(0,0, width, height)) # width and height from trigonometry above
rgl.snapshot("Rlogo45_77h124w.png")
#library(png)
add.alpha <- readPNG("Rlogo45_77h124w.png") # Try "Rlogo_77h124w.png", too
#library(abind)
add.alpha <- abind(add.alpha, matrix(1, nrow=nrow(add.alpha), ncol=ncol(add.alpha)))
add.alpha[,,4][which(add.alpha[,,1] > .9 & add.alpha[,,3] > .9 & add.alpha[,,2] < .85 )] <- 0 # not a perfect solution
writePNG(add.alpha, "Rlogo45_77h124w_alpha.png")
我有以下代码是基于我之前的
library(raster)
r1 <- brick(system.file("external/rlogo.grd", package="raster"))
r1
x <- crop(r1, extent(0,ncol(r1),0,nrow(r1)))
plotRGB(x)
x1 <- 0:ncol(x)
y1 <- 0:nrow(x)
z <- matrix(1, nrow=length(x1), ncol=length(y1))
col.mat <- t(apply(matrix(rgb(getValues(x)/255), nrow=nrow(x), byrow=TRUE), 2, rev))
# Rotate 45 degrees
persp(x1, y1, z, zlim=c(0,2), theta = 20, phi = 90,
col = col.mat, scale=FALSE, border=NA, box=FALSE)
png("SaveThisPlot.png")
persp(x1, y1, z, zlim=c(0,2), theta = 20, phi = 90,
col = col.mat, scale=FALSE, border=NA, box=FALSE)
dev.off()
您可以使用透明背景，但旋转绘图需要重新调整大小。
保存情节时，您可以设置 png("SaveThisPlot.png", bg="transparent") 以防止显示背景。尝试：
png("SaveThisPlot.png", width=101 height=77, units="px", pointsize=1, bg="transparent")
请注意，如果您尝试使用徽标的旋转版本执行此操作，徽标会重新调整大小以适应 101 x 77 像素 png。如果您想旋转它并保持徽标大小，则必须调整 png 的大小，屁股@RomanLuštrik 在他的评论中提到。重新调整大小（如果您可以选择）只是一个三角函数问题，可以找到合适的高度和宽度参数。
您可以尝试使用一些三角函数设置新的高度和宽度来保存 png。这是一个旋转 35 度的示例：
# hypotenuse
hypot <- sqrt((nrow(x)/2)^2 + (ncol(x)/2)^2)
# angle
angle <- asin((nrow(x)/2)/ hypot)/(pi/180)
width <- 2 * max(abs(hypot * cos((angle + 35) * pi/180)),
abs(hypot * cos((- angle + 35) * pi/180)))
height <- 2 * max(abs(hypot * sin((angle + 35) * pi/180)),
abs(hypot * sin((- angle + 35) * pi/180)))
png("SaveThisPlot.png", height=height, width=width, units="px", pointsize=1,
bg="transparent")
par(mar=c(0,0,0,0), xaxs = "i", yaxs = "i")
persp(x1, y1, z, zlim=c(0,2), theta = 35, phi = 90,
col = col.mat, scale=FALSE, border=NA, box=FALSE)
dev.off()
整体图像不会是 77 x 101 像素，但徽标本身的大小应该相同，尽管有点粗糙。要获得更平滑的图像，请参阅下面的 rgl 答案，但请注意透明背景不适用于 rgl
使用 rgl 包的替代方法：
如果最终目标是保持图像的大小和平滑度，则采用不同的方法来生成图像可能会更好。您可以尝试 rgl (R-to-OpenGL) 包和 persp3d 函数，您可以在其中旋转绘图 window 而无需重新调整 window 或改变标志的比例。您大部分时间都可以使用已有的内容，但需要修改颜色矩阵以使用 persp3d:
col.mat2 <- cbind(rbind(1, col.mat), 1)
然后，设置场景，调用persp3d，旋转，保存。
open3d()
rgl.pop("lights")
light3d(specular="black") # to reduce reflection
persp3d(x1,y1,z, col=col.mat2, ylab="", xlab="", zlab="",
axes=FALSE, smooth=FALSE, aspect="iso")
# Rotate it by defining the userMatrix, then save
par3d(userMatrix = rotationMatrix(0*pi/180, 0, 0, 1))
rgl.snapshot("Rlogo_0.png") # to save
par3d(userMatrix = rotationMatrix(45*pi/180, 0, 0, 1))
rgl.snapshot("Rlogo_45.png")
par3d(userMatrix = rotationMatrix(135*pi/180, 0, 0, 1))
rgl.snapshot("Rlogo_135.png")
要强制将此图像缩小 window，您可以使用 windowRect 和 [=] 的组合来控制 rgl 显示的大小 window 和背景量25=] 参数 (See this question and answer, for example)。但是，目前 rgl 无法选择透明背景。
open3d()
bg3d(color="#FF00FF") # pink background (some color not in the actual image)
rgl.pop("lights")
light3d(specular="black")
persp3d(x1,y1,z, col=col.mat2, axes=FALSE,
ylab="", xlab="", zlab="", smooth=FALSE, aspect="iso")
rgl.viewpoint(zoom=0.52)
par3d(userMatrix = rotationMatrix(0*pi/180, 0, 0, 1), windowRect=c(0,0, 101, 77))
rgl.snapshot("Rlogo_77h124w.png")
par3d(userMatrix = rotationMatrix(45*pi/180, 0, 0, 1), windowRect=c(0,0, 101, 77))
rgl.snapshot("Rlogo45_77h124w.png")
我无法使 window 宽度小于 124 像素。在我的计算机上，rgl window 的最小宽度似乎为 124 像素，因为我无法使 window 更小（即无法折叠最小化、恢复和关闭按钮在 window).
之上要获得透明背景，您可以导入这些已保存的 png，并将 alpha 值 1 分配给背景颜色（“#FF69B4”）：
library(png)
add.alpha <- readPNG("Rlogo_77h124w.png") #Try a rotate version, too
library(abind)
add.alpha <- abind(add.alpha, matrix(1, nrow=nrow(add.alpha), ncol=ncol(add.alpha)))
add.alpha[,,4][which(rgb(add.alpha[,,1],add.alpha[,,2],add.alpha[,,3]) == "#FF00FF")] <- 0
writePNG(add.alpha, "Rlogo_77h124w_alpha.png")
事实证明这种方法并不完美，您最终可能会在颜色不完全是“#FF00FF”的旋转图像上出现轻微的边框。如果这对您来说是个问题，您可以通过一种或另一种方式解决边界问题，但根据最终目标，它可能不会产生任何影响。尝试在 writePNG
add.alpha[,,4][which(add.alpha[,,1] > .9 & add.alpha[,,3] > .9 & add.alpha[,,2] < .85 )] <- 0
如果您不想像上面那样切掉图像角，请使用之前的三角函数帮助 window 在 par3d:
open3d(); bg3d(color="#FF69B4"); rgl.pop("lights"); light3d(specular="black")
persp3d(x1,y1,z, col=col.mat2, axes=FALSE,
ylab="", xlab="", zlab="", smooth=FALSE, aspect="iso")
view3d(zoom=.862)
par3d(userMatrix = rotationMatrix(-45*pi/180, 0, 0, 1), windowRect=c(0,0, width, height)) # width and height from trigonometry above
rgl.snapshot("Rlogo45_77h124w.png")
#library(png)
add.alpha <- readPNG("Rlogo45_77h124w.png") # Try "Rlogo_77h124w.png", too
#library(abind)
add.alpha <- abind(add.alpha, matrix(1, nrow=nrow(add.alpha), ncol=ncol(add.alpha)))
add.alpha[,,4][which(add.alpha[,,1] > .9 & add.alpha[,,3] > .9 & add.alpha[,,2] < .85 )] <- 0 # not a perfect solution
writePNG(add.alpha, "Rlogo45_77h124w_alpha.png")