R_circlize包_和弦图(二)
作者:李誉辉 四川大学在读研究生
往期精彩:
R_插值_拟合_回归_样条
接上一篇:R_circlize包_和弦图(一)
link弦可见
在需要强调某些relation时,需要高亮对应的弦,一般有4种高亮方式:
设置弦边缘颜色(前面已经介绍了),
设置不同的透明度,
或只显示某些弦,其它全是透明的灰色
通过
link.visible
参数指定要显示的弦,其它都不显示,可以用逻辑矩阵(对于邻接矩阵)或逻辑向量(对于邻接列表)进行指定
library(circlize)# 通过指定不同的颜色进行高亮
chordDiagram(mat, grid.col = grid_col, row.col = c("#FF000080", "#00FF0010", "#0000FF10"))
circos.clear()# 通过指定透明色给某些在范围之外的relation
col_mat[mat < 12] <- "#00000000" # relation < 12则变为透明色
chordDiagram(mat, grid.col = grid_col, col = col_mat) #
circos.clear()# 通过函数同时指定透明色和高亮色,对邻接列表数据源也适用
col_fun <- function(x) {ifelse(x < 12, "#00000000", "#FF000080") }# relation小于12则为透明色,反之为#FF000080石榴红
chordDiagram(mat, grid.col = grid_col, col = col_fun, transparency = 0.7)
circos.clear()# 事实上,所有颜色矩阵或颜色生成函数中色彩都是绘制在图形中的,只是程序内部将其透明度设置为了1,
# 通过3列特殊数据框指定的颜色,其缺失的颜色的relation将不会画出
col_df <- data.frame(c("S1","S2", "S3"), c("E5", "E6", "E4"), c("#FF000080", "#00FF0080", "#0000FF80"))
chordDiagram(mat, grid.col = grid_col, col = col_df)
circos.clear()# 对于邻接列表数据源,高亮弦调整更简单,只需要设置要高亮的颜色,其它为透明色就行了
cols <- rand_color(nrow(df))
cols[df[[3]] < 10] <- "#00000000" # 将df中第3列,即relation列,列值小于10的都更新为透明色HEX色值
chordDiagram(df, grid.col = grid_col, col = cols)# 通过link.visible参数调整
cols <- rand_color(nrow(df))
chordDiagram(df, grid.col = grid_col, link.visible = df[[3]] >= 10) # 只显示df第3列大于10的弦
circos.clear()
弦在同一个sector上的顺序调整
有时候为了方便查询,需要将弦link按宽窄顺序排列,可以用参数link.sort
和link.decreasing
设定:
link.sort = TRUE
表示设置顺序,默认为了好看自动调整弦的顺序,指定该参数后,link.decreasing
参数才有效link.decreasing = TRUE/FALSE
表示降序或升序,默认顺时针,降序表示宽度沿顺时针方向逐渐下降
library(circlize)chordDiagram(mat, grid.col = grid_col, link.sort = TRUE, link.decreasing = TRUE) #按弦宽度下降排列,则弦宽沿顺时针方向逐渐下降
title("link.sort = TRUE, link.decreasing = TRUE",cex = 0.8) # 添加标题
circos.clear()chordDiagram(mat, grid.col = grid_col, link.sort = TRUE, link.decreasing = FALSE) # 弦宽沿顺时针方向逐渐增大
title("link.sort = TRUE, link.decreasing = FALSE", cex = 0.8)
circos.clear()
弦在多个sectors上的顺序调整
添加弦link的顺序对于视觉效果影响很大,默认安装数据源的顺序进行添加,可以用参数link.rank
参数调整弦的添加顺序
通常给邻接列表增加一列,为relation的秩,然后用秩指定
link.rank
参数,则relation越小,秩越大,
则link.rank
参数先添加最大秩对应的弦,即最小的relation,于是relation越大,越出现在表层反之,如果要将宽的relation调整到下面,则直接用relation列指定
link.rank
参数
library(circlize)# 邻接矩阵数据源,求矩阵的秩,然后指定给link.rank参数
chordDiagram(mat, grid.col = grid_col, transparency = 0, link.rank = )# 设置透明度为0,方便观察
chordDiagram(mat, grid.col = grid_col, transparency = 0, link.rank = rank(mat)) # 用mat中的秩进行排序,秩最大先添加
circos.clear()# 邻接列表数据源,对relation列求秩,然后指定给link.rank参数
chordDiagram(df, grid.col = grid_col, transparency = 0, link.rank = rank(df[[3]])) # 第3列为relation列,求秩
circos.clear()
自我连接
当信息需要复制的时候,可以使用自我连接,使用参数self.link
指定,用1或2指定,分别代表2种情形
这个用在基因或细胞复制的可视化中,其它用的比较少
library(circlize)df2 <- data.frame(start = c("a", "b", "c", "a"), end = c("a", "a", "b", "c"))
chordDiagram(df2, grid.col = 1:3, self.link = 1) #
chordDiagram(df2, grid.col = 1:3, self.link = 2)
circos.clear()
对称矩阵
当数据源是对称矩阵时,通过参数symmetric = TRUE
,只有矩阵下三角部分relation会被可视化(不包括对角线)
library(circlize)mat3 <- matrix(rnorm(25), 5) # 生成25个均匀分布的随机数, 5行排列
colnames(mat3) <- letters[1:5]
cor_mat <- cor(mat3) # 求相关系数,则变为对称矩阵col_fun <- colorRamp2(c(-1, 0, 1), c("green", "white", "red"))
chordDiagram(cor_mat, grid.col = 1:5, symmetric = TRUE, col = col_fun)
title("symmetric = TRUE") # 增加标题
circos.clear()chordDiagram(cor_mat, grid.col = 1:5, col = col_fun)
title("symmetric = FALSE")
circos.clear()
弦link的方向
很多时候,数据源是有方向性的,如城市的航班来往,贸易来往,
对于邻接矩阵,本身就可以是有方向性的,如以行名为方向的起点,或以列名为方向的起点
对于邻接列表,通常用前2列的列的顺序表示方向,从第1列到第2列,或从第2列到1列
用directional
指定弦的方向,directional = 1
或directional = -1
:对于邻接矩阵,1 表示从行名到列名,-1则反之
对于邻接列表,1 表示从从第1列到第2列,-1则反之
不设置方向属性时,弦的高度都相等,即与sectors之间的gap都相等,当设置方向后,则其中一端会缩短一些,如果短的地方不对,则反转方向
如果缩短的量不够,则可以通过diffHeight
参数设置, 也可以设置负数
有时候,数据源的行名或列名可能存在相同值,这时候设置方向就很容易区分,
library(circlize)par(mfrow = c(1, 3)) # 设置绘图环境,多图布局,1行3列布局chordDiagram(mat, grid.col = grid_col, directional = 1) # 结束端要短一些
chordDiagram(mat, grid.col = grid_col, directional = 1, diffHeight = uh(5, "mm")) # 设定缩短量为5mm, uh表示传递单位
chordDiagram(mat, grid.col = grid_col, directional = -1) # 反转方向,这行名对应的端要短一些
circos.clear()
数据源的行名和列名存在相同值
library(circlize)mat2 <- matrix(sample(100, 35), nrow = 5)
rownames(mat2) <- letters[1:5]
colnames(mat2) <- letters[1:7]
mat2
chordDiagram(mat2, grid.col = 1:7, directional = 1, row.col = 1:5)
circos.clear()
如果不需要显示自我连接的弦
则更改数据源中对应的值,使该值为0
library(circlize)mat3 <- mat2
for (cn in intersect(rownames(mat3), colnames(mat3))) { mat3[cn, cn] <- 0 # 将行名和列名相同的值更改为0}
mat3 chordDiagram(mat3, grid.col = 1:7, directional = 1, row.col = 1:5) # 设置弦方向为从行名到列名,设置弦颜色
circos.clear()
link方向、箭头及高度调整
弦link有方向属性,就可以增加箭头,有2个参数可以增加箭头
direction.type = "arrows"
给弦增加带箭头的曲线,曲线位于弦的中心线上,默认给所有弦增加箭头link.arr.col
给部分弦增加带箭头的曲线,并指定箭头的颜色,指定方式跟颜色的指定类似, 必须设置direction.type = "arrows"
参数link.arr.length
指定带箭头曲线中,箭头的长度link.arr.type
指定箭头类型,可以用link.arr.type = "big.arrow"
产生大尺寸箭头,将箭头和箭杆合二为一
library(circlize)arr_col <- data.frame(c("S1", "S2", "S3"), c("E5", "E6", "E4"), c("black", "black", "black")) # 生成箭头的颜色3列特征数据框
chordDiagram(mat, grid.col = grid_col, directional = 1,link.arr.col = arr_col, direction.type = "arrows", link.arr.length = 0.2)
circos.clear()# 同时设置箭头和弦高diffHeight
chordDiagram(mat, grid.col = grid_col, directional = 1, direction.type = c("diffHeight", "arrows"), # 同时设置箭头和弦高link.arr.col = arr_col, link.arr.length = 0.2)
circos.clear()par(mfrow = c(1, 2))
# 指定箭头类型为大箭头
matx <- matrix(rnorm(64), 8)chordDiagram(matx, directional = 1, direction.type = c("diffHeight", "arrows"),link.arr.type = "big.arrow") # 大箭头,箭头和箭杆合二为一
circos.clear()# 大箭头加调整弦高diffHeight
chordDiagram(matx, directional = 1, direction.type = c("diffHeight", "arrows"),link.arr.type = "big.arrow", diffHeight = -uh(2, "mm")) # 设置弦高为-2mm
circos.clear()
窄弦丢失
对于relation值相对太小,其对应的弦的宽度也非常小,对于这种极小值,在程序绘图时,会自动去除,不给予显示
可以通过reduce
参数控制link宽度的下限,超出该范围的将不显示,
reduce
参数为0到1的数字(包含0), 表示占所有弦宽度之和的百分比
library(circlize)# 默认移除小比例值
mat <- matrix(rnorm(36), 6, 6)
rownames(mat) <- paste0("R", 1:6)
colnames(mat) <- paste0("C", 1:6)
mat[2, ] <- 1e-10 # 将第2行所有值改成很小的值
mat[, 3] <- 1e-10 # 将第3列所有值改成很小的值chordDiagram(mat)
circos.info() # 显示绘图的对象,不包含第2行的行名(R2)和第3列的列名(C3),则表示被移除了
circos.clear()# reduce参数调整
mat[2, ] <- 1e-2
chordDiagram(mat, reduce = 1e-3) # 控制reduce参数比C2小,则C2行不会被移除
circos.info()
circos.clear()
轨道调整
chordDiagram()
默认创建2个外围轨道,一个标签(列名和行名)轨道,一个带有刻度线的网格轨道
circos.info()
显示的"All your tracks"下面就是所有的轨道,
annotationTrack
参数可以调整轨道,从c("name", "grid", "axis")
中指定任意值,可以多个值,表示只显示指定的轨道,annotationTrackHeight
参数可以指定轨道环高,用数字向量指定,向量长度与annotationTrack
参数一致
library(circlize)par(mfrow = c(1, 3)) # 多图布局,分3列排版
chordDiagram(mat, grid.col = grid_col, annotationTrack = "grid") # 只显示网格,不显示刻度线和标签轨道
chordDiagram(mat, grid.col = grid_col, annotationTrack = c("name", "grid"), # 指定显示标签和网格轨道annotationTrackHeight = c(0.03, 0.01)) # 指定标签轨道和网格轨道的环高 chordDiagram(mat, grid.col = grid_col, annotationTrack = NULL) # 移除所有轨道
circos.clear()
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