R ggplot不同形状尺寸与图例不匹配问题及解决方案问询

问题代码 #

x <- rep(c(1:5), 5)
y <- rep(1:5, each=5)
z <- rep(seq(0, 1000, 250), each=5)
w1 <- c(15:18,25)
w2 <- c("\u25A0", "\u25CF", "\u25B2", "\u25C6", "\u25BC")
t <- c(rep(c("a", "s", "d", "f", "g"), 5))
col <- c("red", "blue", "green", "black", "yellow")

data <- cbind.data.frame(x,y,z,t)

# 第一个绘图：形状尺寸与图例匹配
ggplot(data) +
  geom_point(aes(x=x, y=y, shape=t, size=z, color=as.factor(z))) +
  scale_shape_manual(values=w1) +
  scale_size_continuous(limits=c(0, 1000), 
                        breaks=c(0,250,500,1000)) +
  scale_color_manual(values=col, guide="none")

# 第二个绘图：图形尺寸远小于图例，不匹配
ggplot(data) +
  geom_point(aes(x=x, y=y, shape=t, size=z, color=as.factor(z))) +
  scale_shape_manual(values=w2) +
  scale_size_continuous(limits=c(0, 1000), 
                      breaks=c(0,250,500,1000)) +
  scale_color_manual(values=col, guide="none")

问题描述 #

第一个绘图中，图形的形状尺寸与图例中的尺寸匹配；但第二个绘图中，图形的形状尺寸远小于图例，二者不对应。请问该问题的原因是什么？需求是：要么得到带有实心向下三角形的第一个绘图效果，要么让第二个绘图的图形尺寸与图例匹配，该如何实现？

问题原因 #

• 第一个绘图用的是ggplot2内置的形状编号（15-18、25），这类形状是矢量图形，size参数直接控制几何尺寸，缩放逻辑和图例标记完全一致。
• 第二个绘图用的是Unicode字符（如\u25BC），ggplot2会把这类字符当作文本处理，size参数对应的是字体大小，且实际显示大小受字体设计影响，导致图形尺寸远小于图例标记。

解决方案 #

方案一：用内置形状实现实心向下三角形

ggplot2内置了实心向下三角形的形状编号（26），只需修改w1即可，完美匹配图例尺寸：

# 替换25为26，得到实心向下三角形
w1 <- c(15:18,26)

# 原绘图代码不变
ggplot(data) +
  geom_point(aes(x=x, y=y, shape=t, size=z, color=as.factor(z))) +
  scale_shape_manual(values=w1) +
  scale_size_continuous(limits=c(0, 1000), 
                        breaks=c(0,250,500,1000)) +
  scale_color_manual(values=col, guide="none")

方案二：让Unicode符号尺寸与图例匹配

如果必须用Unicode字符，改用geom_text渲染文本型符号，调整尺寸映射范围并修正图例标记：

ggplot(data) +
  # 用geom_text渲染Unicode字符，匹配t对应的符号
  geom_text(aes(x=x, y=y, 
                label=w2[match(t, c("a", "s", "d", "f", "g"))],
                size=z, color=as.factor(z))) +
  # 调整size的range参数，将z值映射到合适的字体大小范围
  scale_size_continuous(limits=c(0, 1000), 
                        breaks=c(0,250,500,1000),
                        range=c(3, 15)) +
  scale_color_manual(values=col, guide="none") +
  # 替换图例标记为Unicode字符
  guides(size=guide_legend(override.aes=list(label=w2[1])))

注：range参数可根据实际显示效果微调，确保图形大小和图例匹配。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者MPB_2022