如何在 ggplot2 中为矩形 rasterGrob 添加边框？

Question

我正在尝试为矩形 png 图像添加边框 (found here) 我已将其添加到 ggplot，并使用 npc 指定了定位。

library(png)
library(grid)
library(ggplot2)

img <- readPNG("gb.png")


g <- rasterGrob(img, x = unit(0.5, "npc"),
                y = unit(0.5, "npc"),
                width = unit(0.4, "npc"))

border <- rectGrob(x = unit(0.5, "npc"),
                   y = unit(0.5, "npc"),
                   width = unit(0.4, "npc"),
                   # height = resolveRasterSize(g)$height,
                   gp = gpar(lwd = 2, col = "black", fill="#00000000"))

myplot <- ggplot() +
  annotation_custom(g) +
  annotation_custom(border) +
  scale_x_continuous(limits = c(0, 1)) +
  scale_y_continuous(limits = c(0, 1))

在 RStudio 查看器中看起来像这样：

因为我已经从光栅中指定了 x 和 y 坐标以及宽度，所以很容易为边界坐标复制这些坐标。因为我没有指定任何高度，所以我不确定找出 npc 来设置边界高度的最佳方法。我没有设置高度，因为我想根据 .png 尺寸自动保留标志的任何纵横比。

我查看了一些可能对网格有用的函数，比如 resolveRasterSize，它说你可以

Determine the width and height of a raster grob when one or both are not given explicitly

还有关于 aspect/viewport 的其他内容，我不太了解它如何影响在 ggplot2 中创建的绘图。在 rectgrob 和 height = resolveRasterSize(g)$height 中，情节最终看起来像：

边框与图片不符。我还注意到用 resolveRasterSize 创建的高度变量被赋予了一个英寸而不是 npc 的属性。

如果我调整 Plots 平面的大小，我注意到标志和边框的高度会动态变化，有时我可以使它们对齐，但我想要一种更精确的方法来使它们正确对齐，例如，如果我在 ggsave 或某些用法中使用不同的维度进行保存。

我尝试查看其他 grid 函数，例如 convertHeight，height = convertHeight(resolveRasterSize(g)$height, "npc") 在 rectGrob 中，它似乎总是在 RStudio 的绘图窗格中设置正确的边框, 但如果我调整窗格的大小，边框会再次错位，如果我用 ggsave 保存，它也会错位。

ggsave(filename = "my_example.png", plot = myplot, width = 16, height = 9)

Answer 1

正如您已经正确确定的那样，问题是您的 rectGrob 的尺寸将受到绘图缩放 window 与 [=14= 的尺寸不同的影响].您可以使用一点数学来解决这个问题，以校正光栅的纵横比和绘图 window。唯一的缺点是在调整绘图大小时必须重新运行计算 window。对于大多数应用程序，这不是主要问题。例如，要保存为 16 x 9 的 png 文件，您可以这样做：

img <- readPNG("gb.png")

g <- rasterGrob(img, x = unit(0.5, "npc"),
                y = unit(0.5, "npc"),
                width = unit(0.4, "npc"))

img_aspect <- dim(g$raster)[1] / dim(g$raster)[2]
dev_aspect <- 16/9
rect_aspect <- dev_aspect * img_aspect

border <- rectGrob(x = unit(0.5, "npc"),
                   y = unit(0.5, "npc"),
                   width = g$width,
                   height = g$width * rect_aspect,
                   gp = gpar(lwd = 2, col = "black", fill="#00000000"))

myplot <- ggplot() +
  annotation_custom(g) +
  annotation_custom(border) +
  scale_x_continuous(limits = c(0, 1)) +
  scale_y_continuous(limits = c(0, 1))

ggsave(filename = "my_example.png",
       plot = myplot, width = 16, height = 9)

这导致：

my_example.png

如果你想让边框适合 R Studio 中的当前设备，那么你可以使用

dev_aspect <- dev.size()[1]/dev.size()[2]

如果您想要一个矩形来缩放绘图中发生的任何事情，那么这可以通过创建仅包含黑色边框的 rasterGrob 来完成。

例如，如果您这样做：

border <- g$raster
border[] <- "#00000000"
border[1:2, ] <- "#000000FF"
border[, 1:2] <- "#000000FF"
border[nrow(border) + seq(-1, 0), ] <- "#000000FF"
border[, ncol(border) + seq(-1, 0)] <- "#000000FF"

border <- rasterGrob(border, x = unit(0.5, "npc"),
                y = unit(0.5, "npc"),
                width = unit(0.4, "npc"))

myplot <- ggplot() +
  annotation_custom(g) +
  annotation_custom(border) +
  scale_x_continuous(limits = c(0, 1)) +
  scale_y_continuous(limits = c(0, 1))

然后 myplot 将在标志周围显示一个黑色边框，该边框会随着重新缩放而持续存在。

Answer 2

为什么不使用 library(magick) 及其 image_border() 功能？

library(grid)
library(magick)
library(ggplot2)

img <- image_read("gb.png")

img_with_border <- rasterGrob(image_border(img,"black","1x1"),
                              x = unit(0.5, "npc"), y = unit(0.5, "npc"), width = unit(0.4, "npc"))

ggplot() +
  annotation_custom(img_with_border) +
  scale_x_continuous(limits = c(0, 1)) +
  scale_y_continuous(limits = c(0, 1))

如何在 ggplot2 中为矩形 rasterGrob 添加边框？

How to add a border to a rectangular rasterGrob in ggplot2?

grid

r

ggplot2

grob