导出具有精确大小和字体大小的图形

Question

我需要从 R 中导出图形以用于不同的出版物格式，即科学海报、期刊论文、Powerpoint 演示文稿。只要我不知道使用 R-Markdown 和 Latex 或 Sweave 来制作 pdf 幻灯片，我就需要使用 Microsoft 应用程序。

我用 ggplot2 在 R 中做图形。

我的 MWE

df1 <- expand.grid(Year = c(2000, 2010),
                   Treat = c("TreatA","TreatB"),
                   Location = c("Berlin", "Munich", "Kansas", "Paris"),
                   rep = c(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10))
df1 <- cbind(df1,
             Var1 = runif(160, -10,25) + rnorm(160,8,4))

我的图形代码：

p1 <- ggplot(aes(y = Var1, x = Treat,  na.rm=TRUE, fill=Location), data = df1) +
  stat_boxplot(geom ='errorbar', width= 0.5) +
  geom_boxplot(outlier.shape = 1, outlier.size = 2, linetype="solid", size = 1) +
  facet_grid( Year ~ Location) + 
  scale_y_continuous(limits=c(-20,60))  +
  scale_fill_manual(values=c("#E69F00", "#009E73", "#0072B2", "#D55E00")) +
  ylab("Magic Skills") +
  xlab("Magic Juice") +
  theme(text=element_text(family="Arial", size=18),
        axis.text.x = element_text(angle = 30, hjust = 1),
        line=element_line(size=1),
        rect=element_rect(colour="red", size=1),
        panel.background=element_rect(colour="black",fill="white", size=1),
        strip.background=element_rect(colour="dark grey", fill="black"),
        strip.text=element_text(face="bold", colour="white"),
        panel.grid.major=element_blank(),
        panel.grid.minor=element_blank(),
        legend.position="none");p1

我如何保存图表：

ggsave(p1, file="Results/Figures/Abb2_Boxplots_LarvenPuppen2.svg", width=35, height=20, units = "cm", dpi=500) 

我使用“theme(text=element_text(family="Arial", size=18)”为整个图表设置字体大小。 在 ggsave 期间，我调整了高度和宽度，对于海报，高度应为 20 厘米，宽度为 35 厘米。我保存在 .svg 中，因为我在图形质量方面获得了最佳体验，而且我可以随时在 Inkscape 中编辑任何内容，这很棒！

到目前为止，一切都很好，但似乎文本绝不是 18 pt，稍后在 powerpoint-poster 中，在从 Inkscape 将图形（无需编辑！）导出为 .png 之后。它甚至不是 20 x 35 厘米，我发现我在保存和导出过程中松动了大约 5 厘米或更多。

我猜 R 正在写，当我说保存 20x35 厘米时，R 会写。我的设置在整个过程中哪里发生了变化，我该如何处理？

最好的问候， 药丸

Answer 1

有几点需要考虑：

• SVG units – 注意关于用户单位的讨论，以及 pt vs px
• 网格图形参数以及设备如何解释它们
• ggplot2，以及它的主题设置如何影响字体大小

这是一个说明第二点的纯网格示例，

library(grid)
g <- grobTree(rectGrob(), textGrob("test", gp=gpar(fontsize=12)))

ggplot2::ggsave("size.svg", g, width = 10, height=10, units = "in")

tmp <- readLines("size.svg")

grep("test", tmp, value = TRUE)
# "<text x='350.33' y='364.30' style='font-size: 12.00px; font-family: Arial;' textLength='19.34px' lengthAdjust='spacingAndGlyphs'>test</text>"
grep("viewBox", tmp, value = TRUE)
# "<svg xmlns='http://www.w3.org/2000/svg' xmlns:xlink='http://www.w3.org/1999/xlink' viewBox='0 0 720.00 720.00'>"

如此简短的回答是，由 R 生成的 svg（此处为 svglite）包含看似一致的字体大小（12px），但无论 dpi 如何，10 英寸都被解释为 720px。查看 the source this 72 factor 来自 R 图形约定（通常设备遵循 pdf 设备，默认为 72DPI 分辨率。为什么这不受各种 dpi/res/pointsize 参数的影响对我来说是个谜）。

gridSVG 包绕过了通常的图形引擎系统，似乎可以产生更直接的尺寸，

library(gridSVG)
gridsvg("size.svg", res = 1000, width=10, height=5)
grid.draw(g)
dev.off()

tmp <- readLines("size.svg")

grep("viewBox", tmp, value = TRUE)
# "<svg xmlns=\"http://www.w3.org/2000/svg\" xmlns:xlink=\"http://www.w3.org/1999/xlink\" width=\"10000px\" height=\"5000px\" viewBox=\"0 0 10000 5000\" version=\"1.1\">"

虽然这次字体大小被缩放（默认 72DPI 分辨率为 12），

grep("font-size", tmp, value = TRUE)
# "<text x=\"0\" y=\"0\" id=\"GRID.text.41.1.1.text\" text-anchor=\"middle\" font-size=\"166.67\" fill=\"rgb(0,0,0)\" fill-opacity=\"1\">"                                       

---

在 ggplot2 方面，由于一些用于主题元素继承的内置设置、rel()ative 缩放、比例，可能会或可能不会记录（并且在过去的 IIRC 中已更改），因此事情变得更加模糊.

Answer 2

SVG 中的“18pt”与打印页面上的 18pt 不同。

CSS 样式属性中的一个点（“pt”）已被定义为 - 就像在印刷行业中一样 - 为 1/72 英寸。然而在 CSS 中，一英寸并不是现实世界中的英寸，而是 96 个“CSS 像素”。

96 的 dpi 是很久以前选择的任意值。电脑显示器不再是每英寸 96 像素（如果有的话）。

如果您希望某些东西与现实世界相匹配 - 例如打印页面或屏幕上的一英寸 - 您必须测试您的环境和输出方法，并将缩放因子应用于您的 SVG 单位。或者你的转换技巧。

Answer 3

这是它的工作原理：

p1 <- ggplot(aes(y = Var1, x = Treat,  na.rm=TRUE, fill=Location), data = df1) +
  stat_boxplot(geom ='errorbar', width= 0.5) +
  geom_boxplot(outlier.shape = 1, outlier.size = 2, linetype="solid", size = 1) +
  facet_grid( Year ~ Location) + 
  scale_y_continuous(limits=c(-20,60))  +
  scale_fill_manual(values=c("#E69F00", "#009E73", "#0072B2", "#D55E00")) +
  ylab("Magic Skills") +
  xlab("Magic Juice") +
  theme(text=element_text(family="Arial", size=36*96/72),
        axis.text.x = element_text(angle = 30, hjust = 1),
        line=element_line(size=1),
        rect=element_rect(colour="red", size=1),
        panel.background=element_rect(colour="black",fill="white", size=1),
        strip.background=element_rect(colour="dark grey", fill="black"),
        strip.text=element_text(face="bold", colour="white"),
        panel.grid.major=element_blank(),
        panel.grid.minor=element_blank(),
        legend.position="none");p1


ggsave(p1, file="Results/Figures/Trial.svg", width=35*1.25, height=20*1.25, units="cm", dpi=96) 

使用此代码，我在 Inkscape 和 Powerpoint 中都得到了一个 35x20 厘米的绘图。 此外，字母的大小几乎与 powerpoint 中的字母大小一样。

这次我选择了 36pt 的字母大小，因为这对于海报展示更有用。我没有对更改 dpi 进行进一步的试验。

到目前为止我的发现：

1. R默认使用72 dpi，公式：尺寸*新分辨率DPI / 72 DPI， 例如：36 * 96/72，在 Microsoft Office 文档中提供几乎相似的 pt 大小。与 ggsave 中使用的 dpi 设置以及高度和宽度设置无关。

2. 通过 ggsave() 在 R 中指定的 10 厘米对应于 Inkscape 中的 8.060 厘米。 将喜欢的宽度/高度乘以 1.25 可以在 Inkscape 和 MS Office 中提供正确的图像尺寸，而与导出设置中设置的 dpi 无关。

让我仍然想知道的是，尽管我通过“text=element_text(family="Arial", size=36*96/72)" 为整个图的字体大小设置了相同的设置 标签标题高于分面框中的刻度标签或文本。

最好的祝愿， 药丸

Answer 4

ggplot 使用的字体大小与 word 中的字体大小相匹配，问题是图形在保存期间、导入期间或同时调整大小。对我来说最好的解决方案是将图形窗口设置为文档中图形的大小（5.33" x 4" 通常在 Word 中看起来不错；7.5" x 10" 用于 4:3 PowerPoint），然后保存那个尺寸的图。您可能需要使用文件类型（.tif 在 PowerPoint 中无法正常播放，并且由于某种原因会调整大小）。也就是说，如果您使用此方法并确保从 R 导出图形后未调整其大小，它将具有与您制作 ggplot 时完全相同的字体大小。

这是我使用的代码，

dev.new(width = 10, height = 7.5, unit="in", noRStudioGD = T);last_plot() #Set new windo size and replot whatever plot you just made. 
ggsave("workingdirectory/plot.png",width = dev.size()[1],height = dev.size()[2]);dev.off() #Save the plot and set the size using `dev.siz()` so you don't have to ever change that part and cannot possibly have a typo. 

这里有一个完整的示例，您可以将其带入 4:3 的 PowerPoint 中并亲眼看看它是否有效。

measure1<-as.numeric(1:50)
category<-rep(c("a","b","c","d","e"),each=10)

df<-data.frame(measure1,category)


library(ggplot2)
library(extrafont)
ggplot(df, aes(x = category , y = measure1, fill = category, colour = category)) +
  geom_boxplot(outlier.shape = NA, show.legend = F, notch = F) +
  geom_point(aes(),size = 3, shape=16, colour="white", alpha=.6) +
  stat_summary(fun.y=mean, show.legend = FALSE, geom="point", shape=18, size=5, colour = "white", na.rm = TRUE) +
  ylab("Measure") +
  xlab("Category") +
  ggtitle("") +
  scale_y_continuous (limits = c(0,50), expand = c(0,0), breaks=seq(0,50,5))+
  scale_x_discrete(limits=c("a","b","c","d","e")) +
  scale_fill_manual(values = rep("black",5))+
  scale_colour_manual(values = rep("white",5))+
  theme_bw() +
  theme (text=element_text(size=24,  family="Times New Roman"),
         axis.title.y=element_text(size=24, vjust=2, colour="white"),
         axis.title.x=element_text(size=24, hjust=0.5, colour="white"),
         panel.border = element_blank(),
         plot.title=element_blank(),
         plot.margin = unit(c(.5, .5, .5, .5), "cm"),
         panel.background = element_rect(fill = "black"),
         plot.background = element_rect(fill = "black"),
         panel.grid.major = element_blank(),
         panel.grid.minor = element_blank(),
         legend.position = "none",
         axis.ticks = element_line(size=0.8, colour = "white"),
         axis.ticks.length=unit(0.2,"cm"),
         axis.text.x=element_text(colour="white",size=24,angle=0,hjust=.5),
         axis.text.y=element_text(colour="white",size=24),
         axis.line = element_line(colour="white", size=0.8, lineend = "square"))

dev.new(width = 10, height = 7.5, unit="in", noRStudioGD = T);last_plot()
ggsave("C:/Users/s39f171/Documents/plot.png",width = dev.size()[1],height = dev.size()[2]);dev.off()