ggplot2::sec_axis对数转换错误，如何复刻car包双轴密度图？

问题背景 #

想用{ggplot2}包复刻Fox, J., & Weisberg, S. (2018)《An R Companion to Applied Regression（第3版）》中的图3.15，原代码使用{car}和{carData}包实现：

graphics::par(mfrow = c(1, 2), mar = c(5, 4, 6, 2) + 0.1)

car::densityPlot( ~ assets,
             data = carData::Ornstein,
             xlab = "assets",
             main = "(a)"
             )
car::densityPlot(
          ~ base::log10(assets),
          data = carData::Ornstein,
          adjust = 0.65,
          xlab = base::expression(log[10] ~ "(assets)"),
          main = "(b)"
          )
car::basicPowerAxis(
      0,
      base = 10,
      side = "above",
      at = 10 ^ (2:5),
      axis.title = ""
      )

自行编写的ggplot2复刻代码如下：

gg1 <- carData::Ornstein |> 
  ggplot2::ggplot(
    ggplot2::aes(x = assets)
  ) +
  ggplot2::geom_density() +
  ggplot2::ylab("Density") +
  ggplot2::geom_rug() +
  ggplot2::ggtitle("(a)") +
  ggplot2::theme_bw()

gg2 <- carData::Ornstein |> 
  ggplot2::ggplot(
    ggplot2::aes(x = base::log10(assets))
  ) +
  ggplot2::geom_density(
    adjust = 0.65
  ) +
  ggplot2::labs(
    y = "Density",
    x = base::expression(log[10](assets))
  ) +
  ggplot2::geom_rug() +
  ggplot2::scale_x_continuous(
    sec.axis = ggplot2::sec_axis(
      transform = ~. ^10,
      breaks = c(100, 1000, 1e+5)
      )
    ) +
  ggplot2::theme_bw()


gridExtra::grid.arrange(gg1, gg2, ncol = 2)

出现的问题：第二个图的次轴显示错误，log10刻度的2应对应1e+02，5应对应1e+05，但当前代码无法实现正确映射。

问题根源 #

次轴的映射逻辑搞反了：

• 主轴是log10(assets)的数值（如2、3、4、5），次轴需要对应显示原始assets值（100、1000、10000、100000）。
• 原代码中sec_axis的breaks参数传入的是原始assets值，但transform是将主轴值转换为原始值，两者不匹配，导致刻度对应错误。

修正后的代码 #

以下提供两种可行的修正方案：

方案一：通过主轴刻度生成次轴标签 #

gg1 <- carData::Ornstein |> 
  ggplot2::ggplot(ggplot2::aes(x = assets)) +
  ggplot2::geom_density() +
  ggplot2::ylab("Density") +
  ggplot2::geom_rug() +
  ggplot2::ggtitle("(a)") +
  ggplot2::theme_bw()

gg2 <- carData::Ornstein |> 
  ggplot2::ggplot(ggplot2::aes(x = base::log10(assets))) +
  ggplot2::geom_density(adjust = 0.65) +
  ggplot2::labs(
    y = "Density",
    x = base::expression(log[10](assets))
  ) +
  ggplot2::geom_rug() +
  ggplot2::scale_x_continuous(
    # 主轴设置log10(assets)的刻度为2到5
    breaks = 2:5,
    sec.axis = ggplot2::sec_axis(
      transform = ~ .x,
      breaks = 2:5,
      # 将主轴刻度转换为10的幂次作为次轴标签
      labels = function(x) 10^x
    )
  ) +
  ggplot2::theme_bw()

gridExtra::grid.arrange(gg1, gg2, ncol = 2)

方案二：明确次轴转换规则与对应刻度 #

gg1 <- carData::Ornstein |> 
  ggplot2::ggplot(ggplot2::aes(x = assets)) +
  ggplot2::geom_density() +
  ggplot2::ylab("Density") +
  ggplot2::geom_rug() +
  ggplot2::ggtitle("(a)") +
  ggplot2::theme_bw()

gg2 <- carData::Ornstein |> 
  ggplot2::ggplot(ggplot2::aes(x = base::log10(assets))) +
  ggplot2::geom_density(adjust = 0.65) +
  ggplot2::labs(
    y = "Density",
    x = base::expression(log[10](assets))
  ) +
  ggplot2::geom_rug() +
  ggplot2::scale_x_continuous(
    sec.axis = ggplot2::sec_axis(
      # 次轴由主轴值计算原始assets（10的主轴值次方）
      transform = ~ 10^.,
      # 主轴上的对应刻度点
      breaks = 2:5,
      # 次轴显示的原始assets值标签
      labels = c("100", "1000", "10000", "100000")
    )
  ) +
  ggplot2::theme_bw()

gridExtra::grid.arrange(gg1, gg2, ncol = 2)

效果说明 #

两种方案都能实现主轴（log10刻度）与次轴（原始assets刻度）的正确对应：主轴的2对应次轴100，5对应次轴100000，完全匹配原代码basicPowerAxis的效果。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者petzi