R语言grid包使用笔记——viewport

这里介绍R语言grid包中viewport的概念。

首先载入包。

library(grid)

viewport简单说就是图形中一块矩形区域，是在这个区域中进一步绘图的基础。下面的代码新建一个viewport对象,并将其push为当前viewport。

# 新建一个空白的图形
grid.newpage()
# 新建一个viewport
vp <- viewport(x = 0.5, y = 0.5, width = 0.5, height = 0.25, angle=45)
# 现在图形中什么都没有，我们需要将对象vp push到图形中
pushViewport(vp)
# 此时图形仍是空白，我们可以画个矩形在vp中
grid.rect()

注意在上面，我们获得了一个新的viewport，但是图形中什么也没有。我们需要使用pushViewport函数来将其push到图形中。但是此时仍然是空白图像。所以我们用grid.rect函数在当前的viewport中画一个矩形，默认情况下grid.rect画出viewport的边界。

下面的代码可以画出一个viewport的示例，带有一些辅助的说明。

grid.show.viewport(viewport(x = 0.6, y = 0.6,
w = unit(1, "inches"), h = unit(1, "inches")))

注意，gird包为每个图形对象保存了一个viewport对象构成的树。每次使用pushViewport都会将一个新的viewport添加到树中，作为树中的当前节点(当前viewport)。例如下面我们连续push三个viewport到一个图形中。

grid.newpage()
colvec <- c('red', 'green', 'blue')
xvec <- c(0.3, 0.5, 0.7)
for (i in 1 : 3) {
vp <- viewport(x = xvec[i], y = 0.5, width = 0.4, height = 0.8,
gp = gpar(col = colvec[i]))
pushViewport(vp)
grid.rect()
}

可以看出每次在push一个viewport对象时，其操作都是相对于树中的当前viewport，也就是其位置设定都是相对于上次push到图形中的viewport。当然，我们还可以使用upViewport回到树中当前viewport的上一级viewport，也就是当前节点的父节点。我们可以将上面的代码略加修改产生不同的结果。

grid.newpage()
colvec <- c('red', 'green', 'blue')
xvec <- c(0.3, 0.5, 0.7)
for (i in 1 : 3) {
vp <- viewport(x = xvec[i], y = 0.5, width = 0.4, height = 0.8,
gp = gpar(col = colvec[i], fill = NA))
pushViewport(vp)
grid.rect()
upViewport()
}

注意上面我们设置了矩形的参数fill=NA，将矩形的填充设置为透明的。在上面的代码中，由于每次都使用了upViewport，所以每次push到图形中的viewport都有共同的父viewport节点。除了上面的upViewport，还有一系列的函数可以在viewport树灵活变换当前viewport:

popViewport：与上面使用的upViewport不同，popViewport会从树中移除当前的viewport，然后返回父节点viewport。

downViewport：从viewport树当前位置向下搜索。

seekViewport：在viewport树中任意位置搜索。

具体的使用方法可以查阅help文档。

有了viewport这个工具，我们就可以很灵活的在图形中画出任意区域分割的子图了。