ggplot2中aes内外设置相同alpha值为何表现不同？

在ggplot2中，相同的alpha值在aes()内部和外部指定时呈现出不同的效果——即使都设为1.0，aes()内指定的图点透明度明显更低。测试代码如下：

library(ggplot2)
library(cowplot)

data <- mtcars
data$cyl <- factor(data$cyl)

# alpha within aes
data$alpha <- 1.0
plot1 <- ggplot(data = data) +
  geom_point(aes(x = wt, y = qsec, color = cyl, alpha = alpha), size = 3) + 
  theme_minimal() 

# alpha outside aes
data$alpha <- NULL
plot2 <- ggplot(data = data) +
  geom_point(aes(x = wt, y = qsec, color = cyl), size = 3, alpha = 1.0) + 
  theme_minimal()

print(plot_grid(plot1, plot2, nrow = 1))

核心原因 #

两者的本质区别在于是否经过ggplot2的比例尺映射：

• 在aes()外部指定alpha时，是直接给几何对象设置固定的透明度参数，数值会被直接使用，alpha=1.0就是完全不透明。
• 在aes()内部指定alpha时，ggplot2会把它当作一个数据变量的映射，默认调用scale_alpha_continuous()处理。这个比例尺的默认值域是c(0.1, 1)，当你的数据中alpha是单一固定值（比如全为1.0）时，ggplot2会将这个单一值映射到值域的中间位置（即(0.1+1)/2 = 0.55），所以实际渲染出的透明度会远低于1.0。

解决办法 #

如果需要在aes()内部指定固定的alpha值且达到外部指定的效果，可以使用scale_alpha_identity()，它会直接使用数据中的alpha数值，跳过比例尺转换：

plot1_fixed <- ggplot(data = data) +
  geom_point(aes(x = wt, y = qsec, color = cyl, alpha = alpha), size = 3) + 
  scale_alpha_identity() +
  theme_minimal()

内容的提问来源于stack exchange，提问作者siirtola