Uwagi o grafice R

Opis funkcji graficznych, którymi posługuje się R to pod wieloma względami najprzydatniejsza część mojego podręcznika. Dotyczy bowiem obrazowania wyników badań i możliwość wykonania wykresu wysokiej jakości, który akceptują najbardziej wymagające wydawnictwa naukowe.

Człowiek jest wzrokowcem i odpowiednie hipotezy stawia, gdy zobaczy różnice na wykresie. Znacznie trudniej ocenia liczby w tabelach. Obecnie wykształcił się pewien standard opracowania danych biologicznych, w którym wykresy pełnią podstawową rolę. Proponujemy ich wykonanie w R. Do tego programu zostały włączone procedury środowiska graficznego GNOME będące częścią projektu GNU. Projekt GNOME rozpoczęto w sierpniu 1997 roku przez Miguela de Icaza w celu stworzenia w pełni wolnodostępnego graficznego środowiska użytkownika dla systemu GNU/Linux. Rozwijany był później przez rzeszę programistów-ochotników współpracujących ze sobą poprzez listy dyskusyjne. Część tych procedur została zaadoptowana do R, przy pewnym ujednoliceniu składni. W rezultacie w R można zrobić więcej wykresów, niż w wielu innych popularnych programach (np. Excelu), zapamiętać je jako obiekty rastrowe w kilku standardach i dowolnie ustalonej rozdzielczości albo jako obiekty wektorowe. Tych ostatnich domagają się często wydawnictwa, gdy chcą opublikować daną pracę.

Procedury graficzne zgromadzono w pakiecie graphics, która jest ładowana standardowo do R. Nie trzeba jej wywoływać poleceniem require() lub library(). Dodatkowo istnieje kilka popularnych pakietów graficznych, które wzbogacają możliwości graficzne R. Należą do nich Lattice, ggplot2, iplots, scatterplot3d, diagram i inne. Można je załadować do R poleceniem pobierz pakiet i następnie używać po uruchomieniu funkcji require(nazwa_pakietu) albo library(nazwa_pakietu).

Stosowanie grafiki w R polega na zastosowaniu funkcji graficznej, która uruchamia okienko graficzne i powoduje powstanie wykresu. Funkcje te tworzą okno graficzne o domyślnych wymiarach, wielkościach marginesów i innych opcjach, i rysują w nim wykres. Procedurę tę mogą poprzedzać polecenia modyfikujące standardową wielkość okna graficznego, jego organizacje (np. wielkość marginesu, liczbę i miejsce kolejnych wykresów, gdy chce się umieścić ich w oknie graficznym kilka), opcje związane z wielkością i krojem czcionki i wiele innych. Kolejnym krokiem jest wykonanie funkcji graficznej tworzącej jakiś wykres. Ponadto procedury graficzne na ogół posiadają wiele opcji, które pozwalają na modyfikacje wykresu. Po wykonaniu funkcji graficznej i pojawieniu się wykresu w osobnym oknie, można na niego nałożyć dodatkowe elementy, napisy, podpisy za pomocą kolejnych poleceń. Innymi słowy funkcje graficzne w R dzielą się na nadrzędne (draw graphics functions), zwane czasem rysującymi i podrzędne funkcje graficzne (add graphics functions) zwane dokładającymi. Struktura programu tworzącego wykres wygląda następująco:Trzy gwiazdki oznaczają instrukcję konieczną do powstania wykresu. Pozostałe instrukcje mają wartości domyślne i nie są obowiązkowe. Jednak wykresy z opcjami domyślnymi z reguły wymagają korekty.

Struktura ta powoduje, że zrobienie wykresu wymaga napisania programu złożonego z wielu linijek. Robi się to na ogół w skryptach, które zapamiętuje się razem z bazą danych związanych z konkretnymi badaniami. Ponieważ na ogół w pracach biologicznych wykonuje się wiele wykresów, kolejne z nich tworzy się kopiując ustaloną przy pierwszym wykresie strukturę (np. wielkość i krój czcionki, umiejscowienie tekstów na wykresie itp.). Przyśpiesza to pracę i umożliwia tworzenie w pełni do siebie pasującego opracowania graficznego danych.

Część tę przeznaczono dla użytkowników, którzy opracowując własne dane, tworzą wykresy, a następnie je modyfikują. Zastosowano następującą nomenklaturę jeśli chodzi o podstawowe części wykresu:

W pierwszym rozdziale omówiono najczęściej stosowane w biologii nadrzędne funkcje graficzne pod kątem rodzajów wykresów tworzonych w polu kreślenia. Kolejne rozdziały pokazują po kolei rozwiązania różnych problemów związanych z dostosowaniem wielkości wykresu, marginesów, wielkości i krojów czcionki, konstrukcji odpowiedniej osi, umiejscowienia podpisów pod osiami itp. Rozwiązania te są uniwersalne i dotyczą wszystkich rodzajów wykresów. Rozdział 10 pokazuje dodatkowe możliwości wynikające z dokładania do wykresu różnych symboli i figur geometrycznych za pomocą podrzędnych funkcji graficznych. Rozdziały powyżej 10 pokazują przykładowe opracowania graficzne wykonywane w badaniach biologicznych. Są przeznaczone do oglądania i kopiowania skryptów w celu ich późniejszej modyfikacji, a także zobaczenia, jak opracowuje się dane biologiczne.